Наша планета обращается вокруг своей оси примерно за 24 часа. Но относительно чего? Существует ли инерциальная система отсчета, которую мы можем прикрепить к земному положению, относительно которой мы можем однозначно измерить угловую скорость? И я думаю, что мы можем ответить на этот вопрос, взглянув на Солнце и пренебрегая на мгновение вращением Земли вокруг Солнца. Каждый раз, когда мы видим восход Солнца, мы делаем вывод, что Земля совершила полный оборот вокруг своей оси.
Теперь предположим, что мы задаем этот вопрос об обращении Солнца. Существует ли инерциальная система, относительно которой мы можем измерить полный угловой момент Солнца? И переходя к более крупным масштабам, как насчет центра Млечного Пути, вокруг которого вращается Солнце? Продолжается ли эта структура и сколько уровней?
И когда мы, наконец, задаем вопрос об угловом моменте всей Вселенной (пытаясь на мгновение оставить в стороне гравитацию и кривизну пространства-времени, просто обычное плоское пространство-время), не должны ли мы заключить, что полный угловой момент Вселенной равен нулю, потому что пространство вращается вместе со Вселенной? Я имею в виду, что нет структуры большей, чем вселенная, которая могла бы дать нам ручку, так от чего же будет зависеть такая структура?
Любые впечатления, мысли или идеи приветствуются!
Линейная скорость системы отсчета является относительной величиной. Он всегда измеряется относительно другой системы отсчета. Напротив, угловая скорость системы отсчета является абсолютной величиной, которую можно однозначно измерить.
Причина в том, что инерциальными являются только невращающиеся системы отсчета (они удовлетворяют первому закону Ньютона и фиктивные силы отсутствуют). Во вращающейся системе отсчета мы можем измерить фиктивные силы ( центробежную и кориолисовую ) и сделать вывод, что система неинерциальна. Сила фиктивных сил прямо пропорциональна абсолютной угловой скорости системы отсчета.
Конкретной реализацией этого измерения является маятник Фуко , измеряющий вращение земной системы отсчета. Если бы Земля вращалась с периодом 24 часа в пустой вселенной (без солнца, звезд или других объектов), мы все равно использовали бы маятник Фуко для обнаружения этого вращения.
Но относительно чего? Существует ли инерциальная система отсчета, которую мы можем прикрепить к земному положению, относительно которой мы можем безошибочно измерить угловую скорость? Нет, нет. Все относительно. Но вместо восходящего солнца, если вы используете далекую звезду, ваш уровень точности значительно повысится.
не должны ли мы заключить, что полный угловой момент Вселенной равен нулю, потому что пространство вращается вместе со Вселенной? Я имею в виду, что нет большей структуры, чем эта. Вовсе нет, вы с таким же успехом могли бы заключить, что оно бесконечно, или 42. Если у вас нет системы отсчета для измерения чего-то, что требует системы отсчета, вы не можете это измерить. Если вы не можете его измерить, вы все равно не можете заключить, что оно равно нулю. И в этом случае вам придется определить свою «Вселенную», потому что, как сторонник мультивселенной, я, безусловно, утверждаю, что классическая «вселенная» ни в коем случае не является самой большой структурой или конструкцией.
Однако давайте представим в качестве мысленного эксперимента вселенную, в которой только две планеты с одинаковыми массами вращаются вокруг своего центра масс. Где находится инерционная система? Вы спрашиваете: «Если мы уберем что-нибудь, что мы можем использовать в качестве эталона, что мы можем использовать в качестве эталона?». Это не правильно сформулированный вопрос. Я подозреваю, что существам в этой системе было бы очень трудно сделать вывод, что они вращаются вокруг Планеты B, и да, их впечатление от гравитации было бы действительно очень странным. Хотя я подозреваю, что в конце концов они туда доберутся, особенно когда они начали пытаться вычислять траектории собственных спутников.
Интересный вопрос. Я не думаю, что это «ответ» того качества, которое я обычно вижу на этом сайте, но вы просили поделиться мыслями или впечатлениями....
Однако отличный вопрос. :-)
пользователь108787
Георгиос Папамайкл
пользователь108787