De acuerdo... entonces, anoche me desperté de un sueño en el que (aparentemente) intentaba idear un sistema de cronometraje para viajes interestelares (similar al sistema de fecha estelar utilizado en Star Trek). En el sueño, intentaba correlacionar nuestro calendario actual, basado en los movimientos de la Tierra en relación con el sol, con este calendario ficticio usando las posiciones de los cuerpos estelares intergalácticos en comparación con la Vía Láctea. (es decir, ¿qué pasaría si pudiéramos decir la hora basándonos en la forma en que otras galaxias se mueven en relación con nuestra propia galaxia?)
Entonces, en el sueño, entendí que la Vía Láctea es una galaxia espiral que gira alrededor de un centro galáctico. Esa Tierra está hacia el extremo medio de un brazo de las espirales de la Vía Láctea. Que casi todas las estrellas que vemos en el cielo nocturno están dentro de la Vía Láctea con nosotros, y que la galaxia Andrómeda está a una gran distancia más allá de la Vía Láctea y se puede ver en el cielo nocturno sobre la Tierra en el mismo lugar (entre las constelaciones de Casiopea y Pegaso) todas las noches desde (al menos) el siglo X EC
Asumiendo que la Vía Láctea fue graficada en una hoja plana de papel con el Centro Galáctico trazado en X=0,Y=0, y el brazo que contiene la Tierra estaba ubicado en X=0,Y=-δ, y también suponiendo que la galaxia Andrómeda puede ser visto en el cielo de la tierra desde esta posición ... ¿por qué entonces, cuando la Vía Láctea gira alrededor de su centro galáctico de modo que el brazo que contiene la Tierra se encuentra en X = + δ, Y = 0 (una rotación de 90 °), o incluso X=0,Y=+δ (una rotación de 180°) ¿Sigue siendo visible la galaxia Andrómeda en el mismo lugar del cielo?
A menos que la galaxia Andrómeda esté en algún tipo de órbita sincrónica galáctica con la Vía Láctea (lo que parece poco probable ya que la mayoría de las publicaciones que hacen referencia a Andrómeda aquí tratan sobre la colisión de las dos galaxias), entonces, en cualquiera de las segundas posiciones rotacionales enumeradas arriba, Andrómeda ya no debería ser visible.
¿Qué me estoy perdiendo? ¿Por qué Andrómeda, que no es parte de la Vía Láctea, solo se mueve en el cielo nocturno en relación con las estaciones de la Tierra y no en relación con ningún otro movimiento galáctico?
Como ya señaló Barrycarter, se debe al enorme tiempo que tarda la Vía Láctea en girar.
Por una vez, como señaló, las estrellas en una órbita similar a la del sol tardan unos 250 millones de años en dar una vuelta completa alrededor del centro de la galaxia. Si pones eso en relación con un año terrestre y tomas nuestra civilización de aproximadamente 6000 años de mantenimiento de registros en comparación, existimos aproximadamente 12 minutos de nuestro año galáctico. Si solo tomas los últimos 150 años de la era moderna, se reduce a 18 segundos.
Entonces, si comparas eso, ¿cuánto se mueve la Tierra alrededor del sol en 18 segundos? Eso es aproximadamente cuánto se ha movido aparentemente Andrómeda en relación con las constelaciones en el cielo nocturno, ya que podemos capturar imágenes visuales en una película.
Ciertamente es cierto que la órbita galáctica es muy lenta. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que incluso si el sistema Sol/Tierra orbitara la galaxia una vez cada siglo, la galaxia de Andrómeda aún se vería esencialmente en "la misma parte del cielo" en todo momento. Esto se debe a que la única forma en que los objetos parecen moverse en el cielo, debido al movimiento de la Tierra, es un efecto llamado paralaje, que depende de la proporción de qué tan lejos se mueve el observador dividida por qué tan lejos está el objeto. Andrómeda está tan lejos que esta proporción es de 0,01, por lo que no es suficiente para que Andrómeda se mueva significativamente a una parte diferente del cielo.
Ahora, si el Sol orbitara la galaxia cada siglo, entonces todas las estrellas de nuestra galaxia también estarían en órbitas rápidas a diferentes velocidades orbitales, por lo que las estrellas y las constelaciones estarían revueltas a lo largo de la historia humana, mucho más rápido de lo que ya lo están. Pero eso realmente no se relaciona con dónde veríamos a Andrómeda, solo contra qué fondo de estrellas la veríamos, así que ese no parece ser el problema aquí.
El punto principal es que, a medida que los objetos giran en una órbita, se debe evitar la tendencia a imaginar que los diversos ejes de orientación también giran. Este es un error común para comprender las estaciones, ya que la explicación no funcionaría si el eje de rotación de la Tierra también se realineara en sincronía con la posición de la Tierra alrededor del Sol, como si estuviera conectado rígidamente a la línea Tierra-Sol. Entonces, no debemos pensar en una órbita como una rotación global, debemos pensar en ella como una traslación circular solo del objeto y no de cualquiera de sus ejes. Es cierto que podemos entrar en un marco en órbita usando una rotación, pero también tenemos que rotar los objetos distantes en ese marco, lo cual es confuso si queremos entender dónde aparecerán en el cielo. La restricción a una traslación circular muestra que el único efecto es el paralaje.
Además, deberíamos contrastar la situación general de cómo la paralaje altera la ubicación en el cielo, con lo que sucede en el caso especial de la órbita de la Tierra alrededor del Sol a lo largo de las estaciones. Como se señaló en la pregunta, los objetos parecen cambiar de ubicación en el cielo en diferentes estaciones, aunque el paralaje es muy pequeño. Pero eso es solo porque lo que realmente está cambiando es la ubicación del Sol en el cielo, no los otros objetos, y la paralaje del Sol es muy grande. Dado que el Sol es tan brillante, su ubicación no afecta la ubicación de otras cosas, sino cuando podemos verlas, ya que su brillo oculta nuestra vista.
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