Kosmischer Ruherahmen

^{BEARBEITEN: Meine erste Antwort schien zu implizieren, dass Strahlung im kosmischen Ruherahmen ruht. Strahlung ist in keinem Rahmen in Ruhe. Siehe unten.}

Der Satz sollte nicht als „[Geschwindigkeit von Energieformen]“ gelesen werden, sondern „Geschwindigkeit von [Energieformen]“$^\dagger$. Der Satz bezieht sich auf „Energieformen“, also die verschiedenen Formen, in denen sich Energie manifestieren kann. Diese Formen sind zB dunkle Materie, normale ("baryonische") Materie und Strahlung. Was die Autoren (und andere) also als den kosmischen Ruherahmen bezeichnen, ist der Rahmen, in dem diese verschiedenen Energieformen keine bevorzugte Richtung haben.

Eine gegebene Galaxie zum Beispiel bewegt sich mit einer gewissen Geschwindigkeit durch den Raum, typischerweise in der Größenordnung$100$–$1000\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$. Aber im Durchschnitt haben Galaxien eine Nettogeschwindigkeit von Null in mitbewegten Koordinaten , dh den Koordinaten, die sich mit dem Raum ausdehnen. Dasselbe gilt für Strahlung, obwohl wir in diesem Fall nicht die Geschwindigkeit des Photons berücksichtigen (da dies die Lichtgeschwindigkeit in allen Referenzrahmen ist), sondern seine durchschnittliche Frequenz . Die meisten Photonen im Universum befinden sich in der sogenannten kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung , deren Spektrum im kosmischen Ruhesystem in alle Richtungen gleich ist. Da sich die Erde bei einigen durch das kosmische Ruhesystem bewegt$400\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$, messen wir tatsächlich ein leicht blauverschobenes Spektrum aus der Richtung, in die wir uns bewegen, und ein leicht rotverschobenes Spektrum in die andere Richtung.

Was Ihre letzte Frage betrifft, so handelt es sich um eine beobachtende "Tatsache". Wir können die Geschwindigkeit der verschiedenen Komponenten messen und stellen fest, dass sie im Durchschnitt null sind.

$^\dagger$_{Fun Fact: Diese Verwirrung würde in meiner Sprache nicht aufkommen, wo „Energieformen“ ein einziges Wort ist.}