Wie schnell bewegt sich die Erde durch das Universum?

Geschwindigkeit muss tatsächlich relativ zu etwas gemessen werden. Wir können unsere Radialgeschwindigkeit relativ zu jedem anderen uns interessierenden astronomischen Objekt messen, indem wir Doppler-Verschiebungen messen. Aber wenn Sie unsere Geschwindigkeit "relativ zum Universum als Ganzes" und nicht relativ zu irgendeinem Objekt wissen wollen, müssen wir etwas vorsichtig sein, um unsere Begriffe zu definieren.

Da das Universum ungefähr homogen und isotrop zu sein scheint, ist es sinnvoll, an jedem beliebigen Punkt ein "Ruhesystem" zu definieren. (Die Ruhesysteme an verschiedenen Punkten bewegen sich relativ zueinander – das bedeutet, dass sich das Universum ausdehnt.) Dieses „Ruhesystem“ ist im Wesentlichen das System, in dem sich das Material, das diesen Punkt umgibt, isotrop zu bewegen scheint (in allen Richtungen gleich). In der Praxis besteht der beste Weg, dieses Ruhesystem zu definieren, darin, das System zu finden, in dem der kosmische Mikrowellenhintergrund in allen Richtungen gleich erscheint (um genau zu sein, kein Dipolmoment hat). Relativ zu diesem Koordinatensystem bewegt sich die lokale Gruppe von Galaxien mit etwa 600 km/s ( Wikipedia gibt genaue Zahlen und wahrscheinlich Zitate, für deren Suche ich zu faul bin).

Manchmal macht man sich Gedanken darüber, ob die Existenz eines solchen bevorzugten "Ruhesystems" im Widerspruch zum Relativitätsprinzip steht. Die Antwort ist, dass es nicht so ist. Es gibt ein paar Möglichkeiten, um zu sehen, warum. Eines ist zu beachten, dass das Relativitätsprinzip besagt, dass die Gesetze der Physik keine bevorzugten Rahmen haben, aber bestimmte Lösungen der Gesetze bevorzugte Rahmen haben können. Eine andere Art, es auszudrücken, die ich bevorzuge, ist, dass das "Ruhesystem", das wir in der Kosmologie verwenden, einfach das Zentrum des Impulses eines Bündels von Teilchen ist (nämlich der CMB-Photonen in unserer Nachbarschaft). In anderen Kontexten überrascht oder beunruhigt uns die Tatsache nicht, dass ein Haufen Partikel ein Ruhesystem hat, also warum sollten wir uns hier darüber Gedanken machen?

Die Erde bewegt sich mit 30 km/s um die Sonne und relativ zur Sonne. Die Sonne umkreist das Zentrum unserer Galaxis, der Milchstraße, mit einer Geschwindigkeit von etwa 200-250 km/s. Unsere Galaxie bewegt sich relativ zur Lokalen Gruppe, wo sie umkreist, und die Lokale Gruppe fällt auf den Virgo-Galaxienhaufen zu.

Die beiden letztgenannten Geschwindigkeiten sind jedoch klein im Vergleich zur Geschwindigkeit der Lokalen Gruppe relativ zum kosmischen Mikrowellenhintergrund, der engsten Annäherung an "den richtigen Rahmen", den Ihnen die Kosmologie anbieten kann: Die Lokale Gruppe bewegt sich mit 600 km/s relativ zum Kosmischen Mikrowellenhintergrund. Das sind 0,2 % der Lichtgeschwindigkeit.

Auf jeden Fall ist es wichtig zu verstehen, dass alle Geschwindigkeiten relativ sind, dass alle Beobachter, die sich relativ zueinander mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, dieselben physikalischen Gesetze (das Relativitätsprinzip) anwenden können und der kosmische Mikrowellenhintergrund so schwach ist, dass es bricht die Demokratie zwischen verschiedenen Referenzrahmen nicht in signifikanter Weise.

Sonnensystem bewegt sich an$368\pm 2$km/sec relativ zum Mikrowellenhintergrund in Richtung des Sternbildes Löwe.

Zuerst müssen Sie darüber nachdenken, was Sie mit Raum meinen. Das Konzept, wie schnell Sie sich durch das Universum bewegen, klingt, als würden Sie einen absoluten Raum annehmen, wie er von Newton vorgesehen ist, und nicht einen relationalen Raum, wie er von Leibniz gefördert wird. Also, wie gesagt, es scheint, dass Sie eine absolute Hintergrund-Raumzeit brauchen, was bei der speziellen Relativitätstheorie nicht der Fall ist. Der durch Trägheitsreferenzrahmen in Bereichen mit geringer Krümmung beschriebene Raum wird normalerweise als "Hintergrundraum" verwendet und beschreibt, wie Ted sagt, einen isotropen und homogenen Raum. Bewegung ist nur relativ zu anderen Trägheitssystemen, und wenn Sie ein Ruhesystem wählen, müssen Sie selbst eines definieren.

Die Erde dreht sich, die Erde umkreist die Sonne, die Sonne umkreist die Galaxie, die Galaxie bewegt sich und das Universum dehnt sich aus. Wie schnell bewegt sich die Erde durch das Universum? Geschwindigkeit muss in Bezug auf etwas gemessen werden, wo ist also der Bezugspunkt im Universum? Wenn es weit jenseits unseres beobachtbaren Universums so etwas wie das Zentrum des Universums gibt, könnte dies als Maßstab dienen. Wir wissen nicht, ob das Zentrum des Universums existiert, aber wenn es existiert, könnte sich das gesamte Universum um sein Zentrum drehen und die Zentripetalbeschleunigung könnte zu einer Ausdehnung führen, und wir hätten die Expansion des Universums ohne diese mysteriöse dunkle Energie beschleunigen können Das ist heute die beliebteste Erklärung. Wenn es so etwas wie ein Higgs-Feld gibtdie aus Energie Masse machen, könnte dies auch mit dem Zentrum des Universums zusammenhängen. Und wenn so etwas wie ein universeller Gott existiert, hat er wahrscheinlich ein Nest in der Mitte.

Aber selbst wenn es so etwas wie das Zentrum des Universums gibt, wäre es genauso gültig zu sagen, dass die Erde vollkommen still steht, während sich das Zentrum des Universums bewegt. Dann stehen wir alle still im Zentrum unseres eigenen beobachtbaren Universums.

Ich glaube nicht an die Idee, dass "die eigene Geschwindigkeit am Äquator aufgehoben wird, weil Sie sich die Hälfte der Zeit in die entgegengesetzte Richtung drehen" (in Bezug auf die Sonne). Sie fahren immer noch 1040 Meilen pro Stunde, obwohl argumentiert werden kann, dass diese Geschwindigkeit während des halben Tages aufgehoben wird, wenn sich die Erde in der entgegengesetzten Richtung um die Sonne bewegt, in der Sie sich auf der Erdoberfläche bewegen. Die Erde reist um die Sonne bei 66, 666 mph. Die Sonne (unser Sonnensystem) dreht sich mit einer Geschwindigkeit zwischen 420.000 und 540.000 Meilen pro Stunde um das Zentrum der Milchstraße. Schließlich wird angenommen, dass die Milchstraße mit 2.237.000 Meilen pro Stunde um eine „lokale Gruppe“ von Galaxien reist oder sich bewegt. Also rechnen Sie nach. Wir kommen ziemlich gut voran, selbst wenn wir das Gefühl haben, stillzustehen. UND wenn wir in Hochleistungssportwagen sind,