Nuestro planeta gira alrededor de su eje con un período de aproximadamente 24 horas. ¿Pero con respecto a qué? ¿Existe un marco de inercia que podamos colocar en la posición de la Tierra con respecto al cual podamos medir la velocidad angular sin ambigüedades? Y creo que podemos responder eso mirando al sol y descuidando por un momento la rotación de la Tierra alrededor del sol. Cada vez que vemos salir el Sol, concluimos que la Tierra ha completado una revolución completa alrededor de su eje.
Ahora supongamos que hacemos esta pregunta sobre la revolución del Sol. ¿Existe un sistema inercial con respecto al cual podamos medir el momento angular total del Sol? Y pasando a escalas de mayor longitud, ¿qué pasa con el centro de la Vía Láctea alrededor del cual gira el sol? ¿Esta estructura continúa y por cuántos niveles?
Y cuando finalmente hacemos la pregunta sobre el momento angular de todo el universo (tratando de dejar de lado la gravedad y la curvatura del espacio-tiempo por un momento, solo el espacio-tiempo plano habitual) ¿no debemos concluir que el momento angular total del universo es cero porque el espacio gira con el universo? Quiero decir que no hay una estructura más grande que el universo que nos dé un asidero, entonces, ¿de qué dependería ese marco?
¡Cualquier impresión, pensamiento o idea apreciada!
La velocidad lineal de un marco de referencia es una cantidad relativa. Siempre se mide en relación con otro marco de referencia. Por el contrario, la velocidad angular de un marco de referencia es una cantidad absoluta, que se puede medir sin ambigüedades.
La razón es que solo los marcos de referencia no giratorios son inerciales (satisfacen la primera ley de Newton y las fuerzas ficticias están ausentes). En un marco de referencia giratorio, podemos medir fuerzas ficticias ( centrífugas y de Coriolis ) y concluir que el marco no es inercial. La fuerza de las fuerzas ficticias es directamente proporcional a la velocidad angular absoluta del marco.
Una implementación concreta de esta medida es el péndulo de Foucault , que mide la rotación del marco de referencia de la Tierra. Si la Tierra rotara con un período de 24 horas en un universo vacío (sin sol, estrellas u otros objetos), todavía usaríamos el péndulo de Foucault para detectar esta rotación.
¿Pero con respecto a qué? ¿Hay un marco de inercia que podamos unir a la posición de la tierra con el que podamos medir la velocidad angular sin ambigüedad? No no hay. Todo es relativo. Pero en lugar del sol naciente, si usa una estrella distante, su nivel de precisión aumenta considerablemente.
¿No debemos concluir que el momento angular total del universo es cero porque el espacio gira con el universo? Quiero decir que no hay estructura más grande que eso. En absoluto, igualmente podría concluir que es infinito, o 42. Si no tiene un marco de referencia para medir algo que requiere un marco de referencia, no puede medirlo. Si no puede medirlo, aún no puede concluir que es cero. Y tendría que definir su 'Universo' en este caso porque, como defensor del multiverso, ciertamente diría que el 'universo' clásico no es de ninguna manera la estructura o construcción más grande.
Sin embargo, consideremos como un experimento mental, un universo con solo dos planetas de igual masa girando alrededor de su centro de masa. ¿Dónde está el marco inercial? Está preguntando "Si sacamos algo que podamos usar como referencia, ¿qué podemos usar como referencia?". No es una pregunta bien formada. Sospecho que a los seres de este sistema les resultaría muy difícil deducir que estaban orbitando con el Planeta B, y sí, su impresión de la gravedad sería muy extraña. Aunque sospecho que eventualmente llegarían allí, especialmente cuando comenzaron a intentar calcular las trayectorias de sus propios satélites.
Una pregunta interesante. No creo que esta sea una 'respuesta' de la calidad que normalmente veo en este sitio, pero pediste pensamientos o impresiones...
Gran pregunta sin embargo. :-)
usuario108787
georgios papamichael
usuario108787