Las partículas cargadas pueden golpear la tierra a velocidades relativistas. Pero parece que todos los cuerpos grandes tienen una velocidad relativa bastante baja. Por supuesto, la velocidad puede aumentar considerablemente cuando un cuerpo orbita cerca de un objeto masivo, pero entonces no viajará muy lejos y se puede descontar promediando la velocidad durante un tiempo suficientemente largo (tal vez un año).
La Tierra gira alrededor del Sol a 30 km/s, el Sol a 200 km/s y la Vía Láctea a 600 km/s. No mucho.
Tengo dos preguntas algo opuestas:
¿Qué sabemos de las velocidades relativas de los cuerpos masivos en el universo, pequeños o grandes (no partículas)? No estoy seguro de si era la forma correcta de formular la pregunta. Además, ¿las velocidades relativas se vuelven muy altas si corregimos la parte debido a la expansión del universo? ¿Hay fenómenos de frenado?
Por otro lado, ¿qué inició ese movimiento? Si la sopa inicial hubiera sido homogénea, la coalescencia de partículas que se movían aleatoriamente debería haber producido estructuras esencialmente en reposo (ejem: ¿hacia dónde va la energía?) entre sí. Hubo pequeñas variaciones en la temperatura, pero ¿cómo debería eso crear diferencias de velocidad? ¿O causó corrientes a gran escala que se fusionaron en cuerpos en movimiento?
Incluso si parte de la velocidad se debe a la contracción de estructuras giratorias a gran escala, requiere un impulso inicial para existir.
Para ponerlo junto, ¿hemos medido las estadísticas de velocidad de acuerdo con los modelos de evolución del universo? ¿Qué dice acerca de la velocidad?
Lo siento si las preguntas no están bien planteadas; ese es mi mejor También serviría una referencia a un documento para no especialistas.
Agregado después de 3 semanas, considerando la respuesta de @BenCrowell y el comentario de @ChrisWhite (gracias a ambos).
Por favor, olvida la parte de las comparaciones de velocidad cosmológica.
Esta es mi propia respuesta a mi pregunta; Lo dejo como pregunta, ya que plantea otras cuestiones. El primer punto es: ¿tiene sentido mi respuesta? Son solo conjeturas de mi parte. Escribí esta respuesta porque, aunque realmente útil, la respuesta de Ben Crowell no respondió realmente al corazón de mi pregunta inicial.
Aunque lo sugerí en mi pregunta inicial, ahora me doy cuenta aún más de que el problema es solo el origen del momento, probablemente solo el momento angular. Esto fue confirmado por la respuesta de Ben Crowell con respecto al hecho de que, para empezar, las estructuras estaban esencialmente en reposo.
Probablemente mi principal error fue pensar que podría haber otra "fuente de velocidad e impulso", y mi torpe intento de descartar las velocidades muy altas observadas como si no fueran a ninguna parte porque estaban en una órbita estrecha.
No veo cómo el momento a gran escala podría provenir de alguna forma de acumulación de cuantos de momento angular que emergen espontáneamente. Creo que se equilibrarían en promedio sin ningún efecto macroscópico visible, fuera de lugares muy especiales y anisotrópicos como el horizonte de un agujero negro (e incluso entonces). Siento lo mismo con respecto a los cuantos de momento lineal (si tal cosa existe).
Mi conjetura es que el impulso a gran escala surge del intercambio de impulso entre grandes estructuras que colapsan. Es bien sabido que la estructura celeste, como los planetas y los satélites, pueden intercambiar momentos angulares. Aunque ya no trato de seguir el análisis matemático, también leí que gran parte del intercambio puede estar mediado por efectos de marea. Pero el efecto de marea debería ser aún más fuerte cuando se encuentra entre estructuras que aún no están colapsadas y, por lo tanto, son muy deformables. El intercambio de momento angular no es necesariamente una estructura que se desacelera mientras otra se acelera. Es vectorial y pueden ser dos estructuras que se aceleran en direcciones opuestas, siempre que entre energía adicional de alguna parte, como la energía potencial del colapso.
Entonces sería el caso de que, a medida que colapsan, las estructuras se deforman bajo la influencia gravitacional de otras estructuras, de modo que en lugar de converger en algún centro de gravedad global, algunas subpartes colapsan por separado alrededor de sus propios centros de gravedad y giran. alrededor del centro de gravedad principal.
¿Es realmente de esa manera que las originalmente pequeñas variaciones de temperatura (¿densidad?) crearon las diversas estructuras del universo?
El impulso observado que surge de tales intercambios de impulso, no hay razón para que tenga la misma orientación en todas las subpartes de una estructura más grande, y esto se observa de hecho en el sistema solar. (ver ¿Puede el eje de rotación de un cuerpo celeste apuntar en cualquier dirección arbitraria? ) ¿Qué pasa con otras estructuras en el universo?
Las variaciones en la velocidad (la tierra en el sistema solar, el sol en la galaxia, etc.) son obviamente solo la consecuencia de las variaciones en la masa y el tamaño de las estructuras, estructuras muy masivas que permiten una velocidad más alta que la observada. Siendo la fórmula de la velocidad , y la masa probablemente aumente como el cubo del tamaño de la estructura (inicial).
Por lo tanto, la "velocidad promedio" en una estructura debería crecer más o menos como el tamaño lineal inicial de la estructura (suponiendo una densidad inicial casi uniforme). Como se informó en la pregunta inicial anterior, esto no es exactamente lo que se observa. ¿Dónde me equivoco?
¿Podría ser que las estructuras muy grandes colapsen menos que las más pequeñas debido al momento angular de la subparte? Esto podría reducir la influencia de la masa total en las subpartes individuales y aumentar el radio orbital, reduciendo así la velocidad.
¿Hay alguna forma de medir el grado de colapso en función del tamaño inicial de una estructura y alguna noción de la velocidad de referencia de las subestructuras?
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El universo primitivo era un entorno cálido y de alta fricción en el que no se podían formar objetos sólidos, e incluso si se hubiera formado, se habría mantenido en reposo en relación con el flujo del Hubble debido a la fricción.
Mucho, mucho más tarde, las estrellas, los sistemas solares y otras estructuras comenzaron a formarse por colapso gravitacional. Hay una especie de invariancia de escala en este colapso. Lo que quiero decir con eso es lo siguiente. Tome una nube esférica uniforme de gas y polvo de radio . Calcule la aceleración gravitacional en el borde de la nube y, a partir de ahí, encuentre el tiempo que tarda la nube en colapsar en una fracción fija de , decir . Esta vez resulta no depender de . Debido a esto, todos los diferentes niveles de la estructura jerárquica del universo se formaron más o menos al mismo tiempo, no fue de arriba hacia abajo ni de abajo hacia arriba.
En tal colapso, la materia se acelera debido a la gravedad y, por conservación de la energía, las velocidades finales dependen del tamaño final del sistema como . Por lo tanto, si desea ver objetos que se mueven muy rápidamente, desea observar cosas que se han derrumbado a tamaños muy pequeños, como estrellas de neutrones o materia que cae dentro de agujeros negros u orbita alrededor de ellos. Estos objetos tienen movimiento a velocidades comparables a la velocidad de la luz.
Debido a la invariancia de escala, este argumento sobre básicamente no está acoplado en absoluto a la estructura cosmológica.
Además, ¿las velocidades relativas se vuelven muy altas si corregimos la parte debido a la expansión del universo?
Esto es un poco sutil, pero realmente no podemos corregir este efecto, ni siquiera podemos definir qué es. Es decir, la relatividad general no proporciona ninguna forma única y bien definida de describir el movimiento de un objeto desde otro objeto lejano. Es posible que escuche a personas hablar sobre la velocidad a la que las galaxias cosmológicamente distantes se alejan de nosotros, pero eso es (a) popularizaciones descuidadas, o (b) personas que tienen en mente una definición particular y algo arbitraria. La definición arbitraria es que colocas una cadena de reglas que se extiende desde el objeto A hasta el objeto B cosmológicamente distante, y dejas que cada regla esté en reposo en relación con el fondo cósmico de microondas. Si usa esta definición, hay objetos que podemos observar y que se alejan de nosotros más rápido que la velocidad de la luz (Davis 2004),
¿Adónde va la energía?
La energía no se conserva en cosmología: Energía total del Universo
Davis y Lineweaver, Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Australia, 21 (2004) 97, msowww.anu.edu.au/~charley/papers/DavisLineweaver04.pdf
a little subtle, but really we can't correct out this effect."Por otro lado, ¿qué inició ese movimiento?"
¿tiempo? hosco dado el tiempo suficiente, todo giraría, ya que hay más formas de girar que de no girar.
Creo que solo hay 1 forma de que algo no gire, sino una cantidad infinita de direcciones, ángulos y velocidades a las que girar (dependiendo de la precisión con la que pueda medir).
¿No es lo mismo por qué los cables o la cuerda siempre están enredados? solo hay 1 forma de que no se enrede y un número infinito de formas de hacerlo.
usuario10851
babú