Eine Antwort auf eine Frage auf Worldbuilding.SE meinte, dass Sie, wenn Sie plötzlich durch Magie in eine unbekannte Entfernung und Richtung wegtransportiert würden, den kosmischen Mikrowellenhintergrund verwenden könnten, um Ihre Position relativ zur Erde zu bestimmen.
Dies führte mich zu der Frage, wie sieht der CMB an verschiedenen Positionen im Universum aus? Können Änderungen im Aussehen des CMB verwendet werden, um Ihre Position, Richtung oder Geschwindigkeit relativ zur Erde zu bestimmen?
Das CMB ist fast funktionslos, aber das operative Wort ist fast . Die winzigen Temperaturschwankungen, die wir gemessen haben, sollten überall im Umkreis von etwa zehn bis hundert Millionen Lichtjahren von der Erde ungefähr gleich aussehen. Dies würde es Ihnen ermöglichen, eine absolute Orientierung relativ zum CMB und damit relativ zur Erde zu erhalten.
Es ist ziemlich einfach, die Geschwindigkeit relativ zum CMB zu messen. Wenn Sie also Ihre Geschwindigkeit relativ zum CMB irgendwo anders messen (jedenfalls innerhalb dieser 10-100 Millionen Lichtjahre von der Erde) und wenn Sie Ihre Ausrichtung kennen, können Sie Ihre Geschwindigkeit relativ zu berechnen Erde.
Aber ich sehe keine Möglichkeit, die Entfernung von der Erde einfach zu messen, außer sehr ungefähr. (Das CMB, das Sie von jedem Punkt aus sehen, ist anders, weil es aus einer anderen Sphäre stammt. Wenn Sie sich weit genug von der Erde entfernen, sind die Temperaturschwankungen, die Sie sehen, nicht mehr die, die wir von der Erde aus sehen, weil Sie einen anderen Teil davon abtasten das 300 Jahre alte Universum.)
Später: Ich habe über das Positionsproblem nachgedacht und es gibt eine Lösung, aber es ist kompliziert. Das CMB untersucht das Universum vor 13,7 Milliarden Jahren und sieht von jedem Punkt aus die Verteilung der Materie in einer so alten Hülle. Wenn wir uns zu einem anderen Punkt bewegen, verschiebt sich die Hülle tatsächlich auch und nimmt Proben von verschiedenen Teilen des Gases. Der entscheidende Punkt ist, dass die schwachen Wellen in der Temperatur des Gases, die wir als Sprenkelung im CMB sehen, dreidimensionale Blasen sind.
Wenn Sie also eine kurze Strecke im Raum verschieben, verschiebt sich der CMB am stärksten in Bewegungsrichtung (sowohl nach vorne als auch nach hinten) und am wenigsten im rechten Winkel. Darüber hinaus hängt der Betrag der Verschiebung von der Winkelgröße der betrachteten Schwankung ab. Schwankungen mit niedriger Winkelfrequenz entstehen durch physisch große Wellen im Gas, und Sie müssen sich über eine große Entfernung bewegen, um die Hülle, die Sie beproben, aus der Blase zu bewegen. Wellen mit hohen Winkelfrequenzen kommen von kleineren Blasen, und kürzere Positionsverschiebungen werden die Hülle, die Sie beobachten, aus einer Blase heraus und in eine andere bringen.
Wenn ich nur ein bisschen mit den Händen winke, sollte es möglich sein, mit statistischen Methoden den Betrag und die Richtung der Bewegung abzuschätzen, indem man zwei detaillierte CMB-Karten vergleicht. Eine Hauptbeschränkung der Methode besteht darin, dass je feiner die Winkelauflösung ist, desto eher verlieren Sie die Korrelation zwischen den beiden Ansichten des CMB, aber je gröber die Winkelauflösung ist, desto gröber wird Ihre Messung.
Zahlen? Solange wir nicht davon sprechen, viele Milliarden Lichtjahre zu jaunten, können wir allgemeine relativistische Probleme ignorieren. Eine Fluktuation mit einer Winkelgröße von 1 Grad entspricht einer CMB-Fluktuation, die uns derzeit einen Durchmesser von etwa 250 Millionen Lichtjahren zu haben scheint und daher gute Chancen haben sollte, für Bewegungen in etwa dieser Entfernung sichtbar zu sein. Dies deutet darauf hin, dass die CMB-Methode in der Lage sein sollte, Ihnen eine ungefähre Position bis zu einer halben Milliarde oder sogar einer Milliarde Lichtjahren zu geben, danach jedoch schnell an Genauigkeit abnimmt.
Beachten Sie, dass es für kürzere Sprünge möglich sein sollte, Galaxien-Superhaufen tatsächlich zu erkennen und auf diese Weise eine Position zu erhalten.
Chappo hat Monica nicht vergessen
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Pela
Markus Olson
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