Warum sagen wir, dass sich die Erde um die Sonne bewegt?

Stellen Sie sich zwei donutförmige Raumschiffe vor, die sich im Weltraum treffen. Nehmen wir weiter an, dass ein Passagier in Schiff A, wenn er aus dem Fenster schaut, sieht, dass sich Schiff B im Uhrzeigersinn dreht. Das heißt, wenn ein Passagier in B aus dem Fenster schaut, sieht er auch Schiff A im Uhrzeigersinn drehen (halten Sie beide Hände hoch und versuchen Sie es!).

Aus reiner Kinematik können wir weder sagen "Schiff A dreht sich wirklich, und Schiff B ist wirklich stationär", noch das Gegenteil. Die beiden Beschreibungen, eine mit rotierendem A und die andere mit B, sind äquivalent. (Wir könnten auch sagen, dass sie sich beide um einen Teilbetrag drehen.) Alles, was wir aus rein kinematischer Sicht wissen, ist, dass die Schiffe eine gewisse relative Drehung haben.

Die Physik ist sich jedoch nicht einig, dass die Rotation der Schiffe rein relativ ist. Passagiere auf den Schiffen werden künstliche Schwerkraft spüren . Vielleicht spürt Schiff A viel künstliche Schwerkraft und Schiff B keine. Dann können wir mit Bestimmtheit sagen, dass Schiff A dasjenige ist, das sich wirklich dreht.

Bewegung in der Physik ist also nicht alles relativ. Es gibt eine Reihe von Referenzsystemen, sogenannte Trägheitssysteme, die das Universum irgendwie als etwas Besonderes auswählt. Schiffe, die in diesen Trägheitsrahmen keine Winkelgeschwindigkeit haben , spüren keine künstliche Schwerkraft. Diese Frames sind alle über die Poincare-Gruppe miteinander verbunden .

In der allgemeinen Relativitätstheorie ist das Bild etwas komplizierter (und ich werde andere Antwortende über GR diskutieren lassen, da ich nicht viel weiß), aber die Grundidee ist, dass wir eine Symmetrie in den physikalischen Gesetzen haben, die es uns ermöglicht, Referenzrahmen zu erreichen sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, aber nicht auf Referenzrahmen, die beschleunigen. Dieses Prinzip liegt der Existenz von Trägheit zugrunde , denn wenn beschleunigte Rahmen die gleiche Physik wie normale Rahmen hätten, wäre keine Kraft erforderlich, um Dinge zu beschleunigen.

Für die Bewegung der Erde um die Sonne und umgekehrt, ja, es ist möglich, die Kinematik der Situation zu beschreiben, indem man sagt, dass die Erde stationär ist. Wenn Sie dies tun, arbeiten Sie jedoch nicht mehr in einem Inertialsystem. Die Newtonschen Gesetze gelten nicht in einem Rahmen mit stationärer Erde.

Dies wurde für die Rotation der Erde um ihre eigene Achse durch das Foucalt-Pendel dramatisch demonstriert , das eine unerklärliche Beschleunigung des Pendels zeigte, es sei denn, wir berücksichtigen die fiktiven Kräfte, die durch die Rotation der Erde induziert werden.

Wenn wir glauben würden, dass die Erde stationär ist und die Sonne sie umkreist, könnten wir die Bewegung der Sonne nicht erklären, weil sie extrem massiv ist, aber keine Kraft auf sich ausübt, die groß genug wäre, um sie um die Erde zu kreisen. Gleichzeitig sollte die Sonne eine enorme Kraft auf die Erde ausüben, aber die Erde bewegt sich nicht, da sie stationär ist – eine weitere Verletzung der Newtonschen Gesetze.

Wir sagen also, dass sich die Erde um die Sonne dreht, weil wir dann ihre Umlaufbahn nur mit den Newtonschen Gesetzen berechnen können.

Tatsächlich bewegt sich die Sonne in einem Trägheitsrahmen leicht aufgrund der Anziehungskraft der Erde (und viel mehr aufgrund der Anziehungskraft von Jupiter), also sagen wir wirklich nicht, dass die Sonne stationär ist. Wir sagen, dass es sich viel weniger bewegt als die Erde.

(Diese Antwort wärmt Lubos oben weitgehend auf, aber ich war fast fertig, als er gepostet hat, und unsere Antworten sind unterschiedlich genug, um sich zu ergänzen, denke ich.)

ja, Sie können die Bewegung von jedem Bezugsrahmen aus beschreiben, einschließlich des geozentrischen Bezugsrahmens, vorausgesetzt, Sie addieren die entsprechenden "fiktiven" Kräfte (Zentrifugalkräfte, Coriolis usw.).

Aber die besondere Eigenschaft des Bezugssystems, das mit der Sonne verbunden ist – genauer gesagt mit dem Baryzentrum (Massenmittelpunkt) des Sonnensystems, das nur einen Sonnenradius vom Zentrum der Sonne entfernt ist – ist, dass dieses System träge ist. Das bedeutet, dass es keine Zentrifugal- oder andere Trägheitskräfte gibt. Die Gleichungen der Physik haben eine besonders einfache Form im Rahmen der Sonne.

Dies sollte ein Kommentar zu Luboš Motls Antwort sein, aber jetzt wäre eine vollständige Antwort angemessener.

Seine Antwort lautet: Physikalische Gesetze lassen sich einfacher für den Schwerpunkt des Sonnensystems (Schwerpunkt) schreiben als für einen Punkt auf der Erde (geozentrisch).

Nur eine Sache! Man darf die Nicht-Idealitäten des Baryzentrums selbst nicht vernachlässigen, das eine Position in der Milchstraße hat, die es zumindest gravitativ vorspannt. An der Oberfläche ist dies Haarspalterei, aber der größere Punkt ist, dass die Idealität jedes Referenzrahmens auch relativ ist und es keinen "ultimativen" Rahmen gibt.

Ebenso opfert die Wahl eines Punktes auf der Haut eines Elefanten über einem geozentrischen Punkt die Universalität genauso wie die Wahl eines geozentrischen Punktes über dem Schwerpunkt. Zur Flucht kann jedoch die Betrachtung der Physik, die an einem Punkt jenseits der Oberfläche des Elefanten formuliert wird, nur "akademisch" sein. Klingt bekannt?

Ja, der Satz: „Die Sonne bewegt sich um die Erde“ ließ die Erde unbeweglich werden. Das entsprach der Theologie jener Zeit, die völlig anthropozentrisch war, und deshalb setzte sie sich gegen andere Theorien aus der Antike durch, wie die von Aristarchos, der einen heliozentrischen Vorschlag hatte.

Die Relativität der Bewegung wurde erforscht, wie Lubos beschreibt, als Gleichungen niedergeschrieben werden konnten, und man wählte das heliozentrische wegen seiner Schönheit und Einfachheit. Die Epizyklen existieren, wenn man die Lösungen in einem geozentrischen System zeichnet, aber sie sind so umständlich und "hässlich" wie eine Abkürzung der Physik.

Es mag eine Verwirrung geben: Es ist falsch zu sagen, dass die Erde das Zentrum des Universums ist, d. h. der (einzigartige) Punkt, von dem aus das Universum (grundsätzlich) beschrieben werden soll (die Tatsache, dass sich die Sonne um die Erde dreht). ist nur eine Folge davon) ; Was wirklich zählt, ist, dass es kein Zentrum des Universums gibt: Es gibt keinen solchen Punkt; die Beschreibung des Universums von jedem Punkt aus ist äquivalent zur Beschreibung des Universums von jedem anderen (dann dürfen Sie Bewegungen entweder von der Erde oder von der Sonne aus beschreiben).

Mathematisch wird das Universum in der klassischen Mechanik als affiner Raum bezeichnet.

Sowohl Sonne als auch Erde bewegen sich in Kreisen um ihren Schwerpunkt, dh Massenmittelpunkt.

Der Trick besteht darin, dass, da die Sonne zu massiv ist, der Schwerpunkt zu nahe an der Sonne liegt, tatsächlich unter der Oberfläche der Sonne, wodurch die Bewegung der Sonne vernachlässigbar wird. Und wir sagen, dass sich die Erde um die Sonne bewegt.

Ich muss dies zum Anlass nehmen, eine großartige Geschichte über den Philosophen Wittgenstein zu wiederholen, die von seiner Schülerin Elizabeth Anscombe erzählt wurde:

[Wittgenstein] begrüßte mich einmal mit der Frage: "Warum sagen die Leute, es sei natürlich zu denken, dass sich die Sonne um die Erde dreht, anstatt dass sich die Erde um ihre Achse dreht?" Ich antwortete: "Wahrscheinlich, weil es so aussah, als würde die Sonne um die Erde gehen." "Nun", fragte er, "wie hätte es ausgesehen, wenn es so ausgesehen hätte, als würde sich die Erde um ihre Achse drehen?"

Aber was ist mit der Physik? Bewegt sich die Sonne in Bezug auf tatsächliche physikalische Theorien wirklich um die Erde oder scheint sie dies nur zu tun, weil wir sie aus dem rotierenden Referenzrahmen der Erde betrachten?

Ein rotierender Rahmen ist von einem nicht rotierenden Rahmen ohne Bezug auf irgendetwas Äußeres unterscheidbar. Dies gilt sowohl für die Newtonsche Mechanik als auch für die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie. Es gibt verschiedene Möglichkeiten festzustellen, ob Sie sich in einem rotierenden Rahmen befinden, darunter ein Foucault-Pendel, ein mechanisches Gyroskop oder ein Ringlaser-Gyroskop, wie es in kommerziellen Jets verwendet wird. Das Foucault-Pendel als Beweis für die Erdrotation geht auf etwa 1850 zurück. (Lange zuvor hatte sich der Heliozentrismus unter Physikern aus weniger eindeutigen Gründen durchgesetzt, wie beispielsweise der Tatsache, dass die Keplerschen Gesetze in einem heliozentrischen Rahmen eine einfache Form haben.) As ein relativistisches Beispiel, die Analyse des berühmten Hafele-Keating-Testsder allgemeinen Relativitätstheorie erforderte die Einführung von drei Effekten: kinematische Zeitdilatation; Gravitationszeitdilatation; und der Sagnac-Effekt, der empfindlich auf die Erdrotation reagiert.

Es gibt andere Theorien, in denen Sie die Drehung eines Rahmens nur relativ zu entfernter Materie erkennen können, z. B. Brans-Dicke-Schwerkraft. Das Originalpapier zur BD-Schwerkraft ist online verfügbar unter http://loyno.edu/~brans/ST-history/ und ist sehr gut lesbar, auch wenn Sie kein Spezialist sind. Die positiven Ergebnisse der oben aufgeführten Techniken würden dann nicht als Beweis für eine absolute Rotation, sondern als Beweis für eine Rotation relativ zu entfernten Galaxien interpretiert. Aber die BD-Schwerkraft ist nicht mehr lebensfähig , basierend auf Sonnensystemtests, die bis in die 1970er Jahre zurückreichen. Man kann also sagen, dass Galileo erst in den 1970er Jahren endgültig Recht hatte.

Sonne, Mond, Erde (und so weiter) bewegen sich alle umeinander herum.

Der Grund, warum wir sagen, dass sich die Erde um die Sonne bewegt, liegt darin, dass die Auswirkungen auf einer Makroskala sichtbarer und einfacher mit angemessener Genauigkeit vorherzusagen sind. Ja, es ist am richtigsten zu sagen, dass jede Bewegung relativ ist, aber es wird viel komplizierter, es zu erklären, wenn Sie mit einem Laien sprechen.

Eine sehr späte Antwort, die hoffentlich zu den hervorragenden Antworten von Mark und Luboš hinzukommt.

Aus Sicht der Newtonschen Mechanik ist an sich nichts falschunter Verwendung einer geozentrischen Sichtweise. Eine solche Sichtweise erfordert zwar das Hinzufügen von fiktiven Kräften und Drehmomenten, die sonst in einer Trägheitsperspektive fehlen würden, aber wenn dies sinnvoll ist, ist das in Ordnung. Allerdings besteht ein himmelweiter Unterschied zwischen der Entscheidung, eine geozentrische Perspektive zu verwenden, wenn dies sinnvoll ist, z. B. bei der Vorhersage des Wetters, im Vergleich zu einem jetzt nicht wissenschaftlichen Gebot, dass man immer eine geozentrische Perspektive verwenden muss. Es gibt eine schöne Erklärung für diese fiktiven Kräfte und Drehmomente, die sich aus der Wahl einer geozentrischen Perspektive ergeben: Sie sind eine Fiktion, die sich aus dieser Wahl der Perspektive ergibt. Dieses Mandat würde stattdessen all diese fiktiven Kräfte und Drehmomente irgendwie real werden lassen. Was bewirkt, dass diese Kräfte auftreten,

Auch wenn eine geozentrische Perspektive aus Newtons Perspektive konzeptionell gültig ist, sagt das Konzept der Sparsamkeit (auch bekannt als Einfachheit, alias Occams Rasiermesser), dass wir die Idee ablehnen müssen, zu einer vorgeschriebenen geozentrischen Sichtweise zurückzukehren (und damit auf ein halbes Jahrtausend wissenschaftlichen Fortschritts zu verzichten). ). Sparsamkeit spielt seit Galileis Zeit eine sehr wichtige Rolle in der Wissenschaft. Wissenschaftler bevorzugen einfache Erklärungen gegenüber komplexen. Eine geozentrische Perspektive zu verwenden, um die Bewegung eines Exomonds um einen Exoplaneten zu beschreiben, ist eine lächerliche Behauptung.

Aus Sicht der Allgemeinen Relativitätstheorie ist es per se falsch , das gesamte Universum aus geozentrischer Sicht zu beschreiben. Während Koordinatensysteme in der Newtonschen Mechanik global sind, sind sie in der Allgemeinen Relativitätstheorie lokal. Koordinatensysteme sind lokale Karten der Riemannschen Raumzeit in der Allgemeinen Relativitätstheorie. Sie haben keine universelle Ausdehnung. Eine vorgeschriebene geozentrische Perspektive macht im Sinne der Allgemeinen Relativitätstheorie keinen Sinn.

Da es sich um eine wiederkehrende Frage handelt, muss ich meine Antwort eher hier als zu neueren hinzufügen.

Ich hoffe, ich kann einige Punkte klarer machen, die in einigen früheren Antworten nicht ganz gut fokussiert waren.

Kinematische Beschreibung

Sobald wir einen beliebigen Referenzrahmen gewählt haben (hier spielt es keine Rolle, ob träge oder nicht) und wir eine Beschreibung der Trajektorien von N Körpern haben, sagen wir N Vektoren${\bf r}_i(t)$, können wir immer einen Referenzrahmen verwenden, der auf einen der Körper zentriert ist, sagen wir den a -ten, indem wir einfach den Positionsvektor des gewählten Körpers von jedem anderen Positionsvektor subtrahieren. Daher werden in diesem neuen Bezugssystem die Trajektorien des ursprünglichen Systems von N Körpern sein:

Ein Beispiel für eine solche Transformation von Koordinaten ist die Änderung des Referenzrahmens, der erforderlich ist, wenn wir die richtige Beschreibung des Sonnensystems finden möchten, wie es von einem Beobachter auf der Erde gesehen wird, ausgehend von Bahnen im (Trägheits-) Referenzrahmen, wo sich der Schwerpunkt befindet des Sonnensystems ruht. Beachten Sie , dass ein Beobachter, der auf der Erdoberfläche ruht, sich nicht nur mit dem Planeten in Bezug auf den Massenmittelpunkt verschiebt, sondern sich auch dreht, sodass die tatsächliche Transformation komplizierter wäre als Gl. [$1$]. Wir können jedoch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Drehung unserer Vektoren ignorieren, wenn wir unsere Betrachtungen auf Referenzrahmen beschränken, die sich nicht relativ zum ursprünglichen Rahmen drehen .

An diesem Punkt sollte klar sein, dass nichts falsch daran ist, die Bewegung der Körper des Sonnensystems von der Erde aus zu beschreiben. Es ist nur eine der unendlich vielen Möglichkeiten, den Ursprung des Bezugsrahmens zu wählen, wahrscheinlich die nützlichste für Beobachter auf der Erde. Es hat das gleiche Recht, als Referenzrahmen verwendet zu werden, der an einem fahrenden Auto befestigt ist, um zu beschreiben, was die Fahrgäste sehen.

Die Möglichkeit, den Blickwinkel zu ändern, bedeutet jedoch nicht, dass unterschiedliche Wahlmöglichkeiten dieselbe Beschreibung der Trajektorien in einem N-Körper-System liefern würden. Ganz interessant, wenn wir von einem Referenzrahmen ausgehen, in dem body$a$ruht, dh${\bf r}_a(t)=0$, wobei sich ein zweiter Körper b entsprechend bewegt${\bf r}_b(t)$, und wir bewegen uns zu einem neuen Referenzrahmen, der auf dem Körper basiert$b$, im neuen Systemkörper$a$wird durch den Vektor beschrieben${\bf r}^{\prime}_a(t)=-{\bf r}_b(t)$. Dies impliziert, dass die Bewegung von$a$wie gesehen von$b$oder Bewegung von$b$wie gesehen von$a$unterscheiden sich nur durch eine Inversion und haben daher die gleiche synthetische Beschreibung.

Was ist mit der Anwendung der obigen Überlegung auf das Erde-Sonne-System? Beim Zweikörpersystem liegen die Dinge ganz einfach. Die Form der Erdbahn von der Sonne aus gesehen oder die der Sonne von der Erde aus gesehen sind die gleichen. Da sich der Massenmittelpunkt des Sonne-Erde-Systems innerhalb der Sonne befindet, fällt die Erdbahn von der Sonne aus gesehen fast mit derselben Umlaufbahn zusammen, die vom Massenmittelpunkt aus beschrieben wird.

In den nächsten beiden Abbildungen habe ich die Umlaufbahn der beiden Körper im Bezugssystem des Massenmittelpunkts aufgetragen

und im Bezugssystem der (nicht rotierenden) Erde. Entfernungseinheiten sind Millionen Kilometer.

Die Dinge ändern sich sehr, wenn wir die Bewegung anderer Körper des Sonnensystems beschreiben. Die nächsten beiden Diagramme zeigen die Bewegung von Sonne, Venus, Erde, Mars und Jupiter, gesehen vom Massenmittelpunkt des Systems oder von der (nicht rotierenden) Erde.

Schon auf dieser kinematischen Ebene zeigt sich die größere Einfachheit der Beschreibung im Schwerpunktrahmen. Trotzdem möchte ich noch einmal betonen, dass an dieser Beschreibung nichts auszusetzen ist. Es kommt dem am nächsten, was wir von erdgestützten Beobachtungen erhalten.

Dynamische Beschreibung

Unter dem Gesichtspunkt der Lösung eines Problems der Newtonschen Dynamik wissen wir alle, dass der Bezugsrahmen des Massenzentrums eines N-Körper-Systems günstig ist. Da es sich um ein Inertialsystem handelt, können wir das Newtonsche Gesetz anwenden${\bf F}=m{\bf a}$in Verbindung mit Newtons Gravitationskraftgesetz, ohne dass zusätzliche Trägheitskräfte eingeführt werden müssen.

Beachten Sie jedoch, dass, sobald man den Satz von Bewegungsdifferentialgleichungen für das Gravitations-N-Körper-Problem geschrieben hat:

1. der zweite Term auf der rechten Seite ist nichts anderes als der Beitrag der Trägheitskraft zur Teilchenbeschleunigung$i$-th. Es ist ein rein translatorischer Begriff und es tritt keine Zentrifugal- oder Corioliskraft auf , da das nicht-träge Bezugssystem mit dem Körper zusammenfällt$a$dreht sich nicht. Es ist ein weit verbreiteter Irrtum zu glauben, dass es in allen geozentrischen Bezugssystemen eine Zentrifugalkraft geben sollte. Tatsächlich führt ein auf der Erde fixiertes Bezugssystem, das sich jedoch nicht in Bezug auf das Massenzentrum dreht, keine solche Trägheitskraft ein, wie aus Formel [$2$].
2. im Spezialfall des Zweikörperproblems ist Gl.[$2$] für Körper$1$wird: $${\bf a'}_{1} = G m_2 \frac{ ({\bf r'}_2 - {\bf r'}_1) }{ \left|{\bf r'}_2 - {\bf r'}_1\right|^3 } - G m_1 \frac{ ({\bf r'}_1 - {\bf r'}_2) }{ \left|{\bf r'}_1 - {\bf r'}_2\right|^3 } = G (m_1+m_2) \frac{ ({\bf r'}_2 - {\bf r'}_1) }{ \left|{\bf r'}_2 - {\bf r'}_1\right|^3 }.$$ Beide Seiten multiplizieren mit$\mu=m_1m_2/(m_1+m_2)$erkennen wir die klassische Gleichung für die Relativbewegung $$\mu {\bf a'}_{1} = G m_1m_2\frac{ ({\bf r'}_2 - {\bf r'}_1) }{ \left|{\bf r'}_2 - {\bf r'}_1\right|^3 }$$ wo die reduzierte Masse $\mu$hier erscheint als Wirkung der Trägheitskraft.

In der Antike war die Mechanik der Orbitalbewegung aufgrund der Gravitationsanziehung nicht bekannt. Was jedoch bekannt war, war, dass, wenn die Erde die Sonne umkreist, die Sterne eine zyklische Bewegung namens „Parallaxe“ zeigen würden. Die Griechen haben dies tatsächlich vorhergesagt, hatten aber nicht die Technologie, um es zu beobachten. Dies war einer der Hauptgründe, warum das geozentrische Modell des Sonnensystems so lange Bestand hatte. Die Parallaxe ist jedoch real und beobachtbar und liefert direkte Beobachtungsbeweise dafür, dass die Erde die Sonne umkreist.

Es könnte mit einigen sorgfältigen Beobachtungen, ein wenig Logik und der Prämisse abgeleitet werden, dass die einfachste Lösung höchstwahrscheinlich die richtige ist.

Wir können Sterne und Planeten beobachten und Parallaxe verwenden, um ihre Entfernungen abzuschätzen, und vernünftigerweise schlussfolgern, dass die Sterne sehr weit entfernt sind und dass die Sonne sehr groß und wahrscheinlich sehr schwer ist. Wir können auch (wie die alten Griechen) die Größe der Erde ableiten und feststellen, dass die Sonne viel, viel größer ist.

Wir können einen Ball an einer Schnur nehmen und ihn herumwirbeln und beobachten, dass wir eine gewisse Kraft benötigen, um den Ball auf einer kreisförmigen Bahn zu halten.

Wenn wir annehmen würden, dass die Erde stationär ist und sich alles am Himmel um uns dreht, was würde alles an Ort und Stelle halten (denken Sie an die Kugel an der Schnur)? Wenn sich andererseits die Erde stattdessen dreht, ist nichts erforderlich, um zu verhindern, dass alles dort oben in alle Richtungen davonfliegt. Die Erde dreht sich also, nicht der Himmel.

Die Bahnen aller Planeten machen viel mehr Sinn, wenn man sieht, dass sie sich um die Sonne statt um die Erde bewegen – mit dieser rückläufigen Bewegung des Mars und allem. Und es würde sehr ähnlich aussehen wie das, was wir sehen, wenn wir Jupiter und seine Monde sehr genau betrachten - große Körper im Weltraum werden kleinere um ihn herum umkreisen.

Man könnte also schlussfolgern, dass alle Planeten am Nachthimmel die Sonne umkreisen, aber die Sonne die Erde umkreist. Abgesehen davon, dass die Sonne so viel größer ist und das Modell so viel einfacher wäre, wenn die Erde die Sonne genau wie die anderen Planeten umkreisen würde.

...Und wir sind bei unserem jetzigen Verständnis angelangt.

Meiner Meinung nach ist "Beschreibung der Bahn" kein Thema der Physik, sondern ein Thema der Kinematik (Geometrie der Bewegung, siehe http://en.wikipedia.org/wiki/Kinematics ). Die Erklärung des Mechanismus, der bewirkt, dass ein Objekt einer bestimmten Flugbahn folgt, IST eine Angelegenheit der Physik.

Zu sagen, dass "B um C herumgeht", bedeutet, eine Flugbahn in Raum und Zeit zu beschreiben. Eine Trajektorie kann mit graphischen Mitteln beschrieben werden, z. B. ein Kreis, eine Ellipse, eine Helix. Alle derartigen grafischen Darstellungen einer Trajektorie sind jedoch subjektiv, dh sie hängen vom Rahmen des Betrachters ab. Ein Beobachter, der mit C verbunden ist, wird beobachten, dass B um C herumgeht. Ein Beobachter, der mit B verbunden ist, wird beobachten, dass C um B herumgeht.

In einem euklidischen Beschreibungssystem kann eine bestimmte Objektbahn absolut beschrieben werden, indem die räumlichen Verschiebungen (Entfernung und Richtung) des Objekts (zu verschiedenen Zeitpunkten) relativ zu einem oder mehreren Referenzobjekten (deren Bahnen selbst bekannt sind ... relativ zu einem nützlichen Standard).

Wenn Sie auf einem Bürostuhl sitzen und jemand ihn herumwirbelt, werden Sie sehen, wie sich die Wände des Büros um Sie herum bewegen. Ich behaupte, dass es akzeptabel und nützlich sein kann zu sagen, dass "das Büro sich um Sie herum bewegt". Ebenso ist es irreführend, kategorisch zu sagen, dass "das Büro sich NICHT um Sie herum bewegt". Jede Beschreibung von Bewegung (Bewegung) bezieht sich auf die Positionen von mindestens zwei Objekten. Dies gilt sowohl für lineare als auch für nichtlineare Bewegungsmuster. Physiker können sich dafür entscheiden, die Empfindungen und Bewegungen, die Sie erfahren, zu beschreiben, zu messen und zu erklären, indem sie bestimmte Bezugsrahmen wählen, weil sie einfacher oder nützlicher sind. Aber das diktiert nicht, wie Sie die dynamische Geometrie Ihrer Erfahrung beschreiben.

Daher sind die folgenden Beschreibungen der dynamischen Geometrie alle akzeptabel und potenziell nützlich und möglicherweise mehrdeutig: „Die Erde bewegt sich um die Sonne“, „Die Sonne bewegt sich um die Erde“. "Sonne und Erde bewegen sich jeweils um ihren gemeinsamen Schwerpunkt".

Es gibt experimentelle Beweise für die absolute Bewegung der Erde um die Sonne. Es gibt eine Dipolanisotropie in feinen Messungen der Hintergrundstrahlungstemperatur, die aus der Analyse der COBE - Satellitenmessungen in den frühen 90er Jahren bekannt ist. Siehe zum Beispiel dieses Papier .

Um die angemessenen Korrekturen vorzunehmen, damit die kosmische Hintergrundstrahlung isotrop "scheint", muss die absolute Geschwindigkeit der Lokalen Gruppe gegenüber der kosmischen Hintergrundstrahlung berücksichtigt werden, aber diese Korrektur hängt vom Monat des Jahres ab, weil sie klein ist Ein Teil der Korrektur kommt von der Umlaufgeschwindigkeit der Erde um das Baryzentrum des Sonnensystems (unter anderem).

Dieser kleine Teil der erforderlichen Korrekturen ist genau das, was Sie erwarten würden, wenn Sie davon ausgehen, dass sich die Erde um die Sonne dreht und nicht umgekehrt.

(die kosmische Hintergrunddipolanisotropie, Bild von map.gsfc.nasa.gov)

Hier ein Auszug aus dem Abstract des zitierten Papers:

Wir präsentieren eine Bestimmung der Dipolamplitude und -richtung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds aus dem ersten Jahr der Daten des COBE Differential Microwave Radiometers (DMR) (...) Die implizite Geschwindigkeit der Lokalen Gruppe in Bezug auf das CMB-Ruhesystem ist$v_{LG}=627 \pm 22 km s^{-1}$hin zu (...). DMR hat auch die Dipolanisotropie kartiert, die sich aus der Orbitalbewegung der Erde um das Baryzentrum des Sonnensystems ergibt, was zu einer Messung der Monopol-CMB-Temperatur führte (...)$T_0=2.75 \pm 0.05 K$

Dies bedeutet jedoch nicht, dass es im Universum ein absolutes Bezugssystem gibt. Andere mitbewegte Beobachter werden eine weitere Dipolanisotropie feststellen. Die letzte Streufläche sowie die kosmologischen Horizonte sind für verschiedene mitbewegte Beobachter unterschiedlich. Aber dennoch beweist es, dass sich die Erde um die Sonne bewegt und nicht umgekehrt. Seit den 90er Jahren ist das keine philosophische Frage mehr: WIR bewegen uns sicher, absolut, sicher und herrlich um die Sonne.

Ich schreibe eine viel kürzere Antwort: Die Sonne bewegt sich nicht, die Erde (zusammen mit den anderen rotierenden Planeten in unserer Galaxie) tut es. Die Erde dreht sich im Grunde in einem Ring um die Sonne (und ihre Achse, aber das ist nebensächlich). Außerdem haben die Kirchen immer viele falsche Behauptungen aufgestellt (besonders im Mittelalter), wie zum Beispiel, dass die Erde eine Scheibe sei. Sie tun dies, weil wir „oben auf der Erde stehen“, obwohl es wirklich kein Oben oder Unten gibt.