¿Es la "velocidad relativa al universo" un concepto bien definido? [duplicar]

Impulsado por comentar sobre esta pregunta .

Ofrecí el estándar "¿Qué marco de referencia estás usando? ¿El tuyo? ¿El de un satélite? ¿El del sol? ¿El de la Vía Láctea?" observación.

Lo que me llevó a pensar... ¿Existe algún tipo de marco de referencia universal absoluto (como en el universo)?

Sospecho que no, pero no sé suficiente Astrofísica/Cosmología para estar seguro.

  • Si el Universo tuviera un límite observable, entonces necesariamente tendría un Centro, que podríamos medir, pero mi impresión es que no lo tiene. (¿O al menos que si lo hace está fuera del Universo Observable?)

  • Y mi amplio entendimiento es que la expansión del Universo no tiene un punto central... no se está expandiendo "alejándose de un punto"... ¿todo se está expandiendo uniformemente alejándose de todo lo demás ?

Esencialmente, ¿hay alguna forma de definir un punto "central" fijo del universo que no sea completamente arbitrario o basado únicamente en el Universo Observable (que supongo que está centrado en nosotros?)

Incluso si fuera posible especificar tal marco, ¿qué diferencia haría? Seguiría siendo sólo un marco.
@MarcoOcram De acuerdo, pero todavía tengo curiosidad por saber :D
@MarcoOcram Supongo que es la diferencia entre "No hay una forma sensata de definir un marco privilegiado" y "Podemos definir uno pero no logra nada"
En efecto. ¡Y tal vez la frase final en su segundo comentario hace un punto que vale la pena enfatizar!
Y supongo que aún más técnicamente "Nuestros mejores modelos de la naturaleza de la realidad nos dicen que no lograría nada". Recuerde que la Relatividad General no es una verdad absoluta, sino más bien "nuestra mejor conjetura, que parece explicar todas las observaciones actuales"... como lo fueron las Relatividades Especial, Newtoniana y Galileana cuando fueron postuladas.
"Si el Universo tuviera un límite observable, entonces necesariamente tendría un Centro, que podríamos medir, pero mi impresión es que no lo tiene? (¿O al menos que si lo tiene está fuera del Universo Observable?)" ¿Qué ¿Significaría que el Universo tuviera un límite? Si te acercaras a él, ¿podrías atravesarlo con el brazo? Si es así, ¿dónde estaría tu brazo? El Universo no es un contenedor; es solo el conjunto de todas las cosas que contiene.
¿Dónde está el centro de la superficie de una esfera? No hay uno. ¿Dónde está su borde? No hay uno. Es así, pero la esfera tiene 4 dimensiones y su superficie tiene 3 dimensiones.
A menudo planteé básicamente la misma pregunta. Porque tengo la idea de que el marco comóvil es una especie de marco "fijo" más natural. Siempre me dicen que es casi correcto pero, como se indica arriba en los comentarios, es solo otro marco.
¿No es este el punto central de la relatividad?
@RobbieGoodwin. No.

Respuestas (3)

En cosmología estándar, la respuesta a la pregunta en negrita es "sí", mientras que la respuesta a la segunda es "no".

Hay una manera de definir un marco de referencia absoluto, en el que cualquier observador puede medir el momento dipolar de la radiación CMB y determinar la velocidad con la que se mueve a través de él (ver sección 2.1 en este documento de Planck, por ejemplo ) .

Lo que esto significa es que el universo no es invariante con respecto a los impulsos de Lorentz, pero es ( a escalas suficientemente grandes ) invariante con respecto a las rotaciones y los cambios, por lo que no hay un centro o una dirección preferencial de los que hablar.

La existencia de este marco "preferencial" no invalida el principio general de la relatividad --- la física puede describirse en otros marcos igual de bien si hacemos una transformación de coordenadas. Sin embargo, este en particular es interesante porque podemos referirnos a él sin ambigüedades desde cualquier parte del universo.

Y, por supuesto, debido a la expansión del espacio, el marco comóvil del CMB no es como un marco de descanso en la Relatividad Especial.
Ampliando el comentario de @PM2Ring, no podemos decir que el marco de referencia así definido aquí y el definido en otro lugar sean el "mismo" marco de referencia, al menos no en el sentido en que uno esperaría el "mismo" marco de referencia en SR para actuar; una estrella podría estar en reposo WRT a CMB, pero aún veríamos su luz desplazada hacia el rojo incluso si también estuviéramos en reposo WRT a CMB.
"invariante con respecto a rotaciones y cambios" - si es simplemente conectado. Si es un toro de Clifford (y hay un desarrollo reciente que sugiere eso), tiene un conjunto de direcciones preferidas en las que es el más corto. Sin embargo, todavía no hay un punto preferido.

¿Hay una "velocidad relativa al universo" bien definida y hay un "punto central" bien definido del universo? Son 2 preguntas diferentes.

En lo que se refiere al punto central, de hecho no existe tal punto.

La velocidad en relación con el universo tampoco está estrictamente bien definida, pero el marco de la radiación cósmica de fondo a veces se considera como una especie de marco de reposo estacionario del universo, en relación con el cual se pueden describir otros eventos. Pero este no es un marco de referencia "privilegiado", solo un marco de referencia conveniente para describir cualquier tipo de eventos en cualquier parte del universo.

Is there a well-defined “speed relative to the universe" and is there a well-defined "central point" of the universe are 2 different questions.Sí... esto último implicaría lo primero, pero estoy de acuerdo en que no es lo contrario.

¿Hay algún tipo de marco de referencia universal absoluto (como en el universo)?

A veces, el CMB se considera un marco de referencia estacionario para el universo. Pero según este enlace, uno no debe considerar el CMB como el "único marco de referencia absoluto" para el universo. Podemos hacer cosas como medir la velocidad de objetos astronómicos, como galaxias, en relación con el CMB.

la expansión del Universo no tiene un punto central... no se está expandiendo "alejándose de un punto"... ¿todo se está expandiendo uniformemente alejándose de todo lo demás?

Esto es cierto. La expansión del universo no está ocurriendo desde un punto, sino que está ocurriendo en todas partes.

La idea de "un punto "central" fijo del universo" carece de una definición coherente según los modelos cosmológicos estándar.

¿Es la "velocidad relativa al universo" un concepto bien definido? [duplicar]
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