Я мог неправильно понять ваш вопрос. Если вы имеете в виду, существует ли абсолютная "неподвижность"? Ответ — нет, потому что все движения относительны.
Инерциальные системы отсчета - это системы отсчета, которые не ускоряются - две инерциальные системы отсчета движутся с постоянной скоростью по отношению друг к другу. Пока нет абсолютного движения, есть абсолютное ускорение.
Можно ли создать инерциальную систему отсчета на Земле? Да, инерционная система — это свободно падающая в гравитационном поле система, например, падающий лифт.
Это может показаться нелогичным — наверняка что-то, падающее на землю, ускоряется? - но в общем относительно гравитации есть геометрия, и свободно падающий объект движется по своей траектории (геодезической) без сил и ускорений. И наоборот, если вы стоите на земле, вы чувствуете восходящую силу земли на своих ногах.
Прежде всего, я думаю, что вы должны формализовать, что такое система отсчета. Некоторые говорят, что это то же самое, что и система координат, но в такой формулировке это что-то физически бессмысленное. Где-то я слышал следующее определение системы отсчета:
Система отсчета — это наблюдатель с устройством, которое может измерять относительное положение других объектов по отношению к наблюдателю, а наблюдатель и устройство считаются очень маленькими.
В некотором смысле это то же самое, что и некоторая система координат с некоторым специфическим определением временной координаты. Устройство может быть просто глазами наблюдателя или своего рода идеализированным радаром.
Для плоского пространства наблюдатель знает, как распространяется свет, и может построить некоторую систему координат и определить координаты объектов. Он может придать смысл ньютоновскому определению внутренней системы отсчета (в нашем понимании инерциального наблюдателя), рассматривая гравитацию как внешнюю силу.
Для искривленного пространства-времени с общей метрикой наблюдатель априори не знает, как распространяется свет, и он знает только данные, возвращаемые его радаром. Даже если это возможно и у наблюдателя хватит ума восстановить общую картину -- построить какую-то систему координат, в которой он будет знать все координаты всех объектов и составляющих метрики, я сомневаюсь, что есть осмысленное значение слова инерциальная .
Однако мы можем рассмотреть локальную ситуацию, то есть наблюдателя интересует только небольшая область вокруг себя в масштабе, где пространство-время можно считать почти плоским. Дальше все так, как мы привыкли видеть, но только локально. Теперь попробуем дать определение инерции. Ньютон говорит, что в такой системе отсчета тело должно двигаться с постоянной скоростью, если на него не действует внешняя сила. Но является ли гравитация внешней силой? Я бы скорее сказал нет, потому что мы знаем, что локально она неотличима от силы инерции. Поэтому я бы сказал, что мы должны называть инерционной систему отсчета, в которой покоящееся тело должно оставаться в покое, если только на него не действует сила негравитационной природы. Это свободно падающий наблюдатель.
Собственно, все это я сказал для того, чтобы объяснить, почему я хочу ответить: «просто дайте себе свободно упасть в вакууме, будучи изолированным от внешних негравитационных сил». Если оставить это в стороне, я думаю, что это вопрос точности до определенного момента, а затем становится вопросом определения слова «инерционный».
Я не могу понять, почему вы спрашиваете, можем ли мы создать что-то полностью математическое, а не какую-то физическую «вещь» . Система отсчета предназначена исключительно для нашего удобства для измерения таких параметров, как положение, время или ориентация некоторого объекта относительно выбранной нами системы координат.
Итак, нет - это невозможно каким-либо известным образом.
Я предлагаю вам углубиться в Wiki (около 3 уровней) по статьям по Инерциальной системе отсчета, системе отсчета, системе координат, а также геометрии, если хотите...
Но мы все еще можем рассматривать Землю как инерциальную систему отсчета. Даже вы можете быть системой отсчета и физик может сказать, как я двигаюсь в пространстве (-времени) относительно вас..!
Брэндон Энрайт
Qмеханик