Можем ли мы использовать измерения красного смещения для определения абсолютной скорости?

Красное или синее смещение создается при перемещении источника света относительно детектора. В вашем мысленном эксперименте вы излучаете свет и получаете его, так что красного или синего сдвига нет. Чтобы ваша идея сработала, свет должен излучаться не вами, а Вселенной одинаково во все стороны. Такое излучение известно как космический микроволновый фон. Измеряя его красное смещение в разных направлениях, можно обнаружить, что мы движемся со скоростью 368 километров в секунду в сторону Великого Аттрактора. ( дипольная анизотропия реликтового излучения ).

Аналогичный результат можно получить, измерив среднее красное смещение далеких звезд.

Кроме того, гипотетически, в замкнутой не расширяющейся Вселенной можно было бы определить вашу скорость относительно Вселенной без реликтового излучения или звездного света, но путем измерения времени, за которое свет совершает путешествие вокруг Вселенной. Однако это заняло бы очень много времени.

Ваше предложение почти точно соответствует эксперименту Майкельсона-Морли , проведенному в 1887 году.

Он сравнил скорость света в перпендикулярных направлениях, пытаясь обнаружить относительное движение материи через неподвижный светоносный эфир («эфирный ветер»). Результат был отрицательным.

Нет, ты не можешь. Если никакая информация не может просочиться через стенки ящика, вы можете только определить свою скорость/положение/и т. д. относительно ящика.

Вы можете определить, вращается ли коробка или ускоряется ли она, и если она достаточно велика (или у вас есть достаточно хорошие инструменты), вы можете определить, находится ли она в гравитационном поле.

Нет. Предполагая, что вы движетесь с постоянной скоростью, ваша коробка является инерциальной системой отсчета. По определению вы не можете определить, является ли инерциальная система отсчета неподвижной или движущейся, не говоря уже о скорости движения.[1]

Насколько я понимаю, в большинстве случаев красное смещение возникает из-за того, что источник света движется относительно наблюдателя - эффект Доплера. [2]Подумайте о своем примере с точки зрения доплеровского сдвига звукового сигнала поезда. Для простоты предположим, что поезд движется с постоянной скоростью. Вы заметите изменение высоты рупора, если будете стоять на платформе, когда поезд проедет мимо вас. С другой стороны, пассажир в поезде его не услышит. Это связано с тем, что внешний наблюдатель слышит звуковые волны из другой инерциальной системы отсчета. Однако пассажир находится в той же инерциальной системе отсчета, что и источник звуковых волн — гудок.

1. нет абсолютной скорости по сравнению со вселенной, как вы говорите. Вы можете иметь скорость только относительно объекта (кроме закрытой вселенной согласно комментарию)

2. ЭМ-волны смещаются в красную сторону, потому что, когда они движутся к нам из далекой удаляющейся галактики, они в конечном итоге будут проходить через область пространства, где нет материи (между скоплениями галактик), и в этой области пространства само пространство расширяется. . Когда электромагнитная волна проходит через расширяющееся пространство, длина волны волны растягивается, а частота становится меньше, волна смещается в красную сторону.

3. ваш единственный вариант (поскольку вы не хотите измерять свою скорость по сравнению с коробкой) будет сравнивать вашу скорость относительно электромагнитных волн, которые вы излучаете. Но проблема с ЭМ-волнами как раз в том, что независимо от вашей собственной скорости, если вы излучаете ЭМ-волны, вам все равно будет казаться, что они движутся со скоростью с относительно вас.

4. Теперь вы можете попытаться выпустить маяки, затем попытаться использовать электромагнитные волны для измерения расстояния между маяками и времени, прошедшего между их запуском, и разделить длину на время и получить вашу прошлую скорость, и предположить, что вы не ускоряетесь, и, таким образом, получите свою постоянная скорость, но это могло работать только в том случае, если вы путешествовали с небольшой скоростью и не близкой к скорости света. Конечно, в этом случае вы бы измеряли свою скорость не относительно вселенной, а относительно реальных маяков, и даже тогда вы могли бы определить только ускорение, а не скорость. Вы можете настроить маяки так, чтобы у вас было 0 ускорений и постоянная скорость. Но вы все равно не знали бы свою скорость, потому что ее нечем измерить. А тут дело в проблеме со временем. Ваше время кажется вам нормальным. Но относительно чего? Вы можете использовать фотонные часы.