¿Cuál es exactamente la definición de movimiento y su relación con la conjetura de Mach?

La noción de "movimiento" parece ser bien entendida en física. De hecho, no recuerdo ningún libro de texto de física que defina el movimiento. La teoría de la relatividad especial dice que no existe un marco de referencia absoluto.

Considere una estrella (como el Sol). Decimos que el Sol se mueve a tal velocidad con respecto a la Vía Láctea , que se mueve a tal velocidad con respecto a la Galaxia de Andrómeda , y así sucesivamente. Sin embargo, esto implica que el movimiento solo tiene sentido si hay un marco de referencia de fondo.

En un universo donde solo hay una estrella, ¿qué significaría que la estrella girara alrededor de su eje? ¿Cómo podríamos definir este eje? ¿Y en relación con qué rotaría?

Si podemos decir que la estrella gira, entonces existe un marco de referencia absoluto. En relatividad especial, la estrella dejaría de girar si estuviera aislada del resto del universo. Esto parece indicar que la conjetura de Mach es cierta, y la existencia de objetos astronómicos lejanos define nuestra noción de movimiento.

¿Existe alguna definición formal de movimiento, especialmente de rotación?

Respuestas (1)

Incluso sin referencias externas, la presencia de fuerzas 'ficticias', como la fuerza de Coriolis, le permitiría saber que su planeta está girando. O podrías lanzar un cohete directamente hacia arriba hasta que su velocidad se reduzca a nada y luego retroceda. Si vuelve a caer a la plataforma de lanzamiento, no tienes rotación. De lo contrario, volverá a caer en otro lugar, o incluso entrará en una órbita elíptica.

La conjetura de Mach de que el universo distante forma un marco de referencia para la rotación cero es difícil de probar, ya que podría estar girando muy lentamente a una velocidad que nunca podríamos detectar mediante un experimento. Pero sabemos por la teoría del Big Bang que todas esas partes distantes del universo alguna vez fueron adyacentes y estaban conectadas a nuestra parte del universo y las fuerzas de fricción habrían amortiguado cualquier rotación neta entre nuestra parte del universo y las partes ahora distantes. Así que consideraría la conjetura de Mach como una manifestación del Big Bang.

Sin embargo, si podemos probar que el planeta está girando, implicaría automáticamente un marco de referencia externo, que puede considerarse absoluto. Digamos que el radio es r y la velocidad angular w. Eso significa que, en cualquier instante, un punto en el ecuador se mueve a w*r con respecto a algo.
@ Pete Jackson: ¿podría responder a la pregunta de mi comentario anterior?