La velocità, come sappiamo, non esiste senza prima avere un punto di riferimento. Diciamo quindi che il punto di riferimento non si muove affatto e quindi la velocità viene misurata in relazione al punto di riferimento.
Qual è il punto di riferimento standard quando si determina la velocità degli oggetti in astronomia? Terra?
Risposte:
La cornice di riposo per la misurazione di velocità (astronomiche) e velocità dipende dal contesto e dallo scopo.
Una cornice geocentrica, basata sul centro di massa terrestre, potrebbe essere appropriata per gli oggetti in orbita attorno alla Terra.
Una cornice di riferimento eliocentrica, centrata sul Sole, viene spesso usata per descrivere la velocità della linea di vista degli oggetti astronomici, ma più comunemente, viene utilizzata una cornice baricentrica al centro di massa del sistema solare. Ad esempio, questo è il modo in cui verranno quotate le misure di velocità radiali delle stelle ospiti esopianeti o dei componenti dei binari di eclissi. Sarebbe anche appropriato per il movimento di oggetti nel sistema solare.
I movimenti nella galassia sono comunemente definiti in due modi. Uno è il Local Standard of Rest (LSR), che misura le velocità rispetto al moto medio delle stelle vicino al Sole. Il secondo tenta di misurare le velocità rispetto al piano galattico e radialmente e tangenzialmente nel piano rispetto al centro galattico. Questi sono i cosiddettivelocità. La posizione e il movimento dell'LSR rispetto al centro galattico sono incerti a livello di alcuni km / s, mentre il movimento solare rispetto all'LSR è più precisamente noto.
Il centro galattico può anche essere usato come cornice di riferimento per il movimento delle galassie nel nostro gruppo locale. ad esempio quando si parla del movimento della galassia di Andromeda.
Infine, possiamo determinare uno standard cosmico di riposo - il telaio stazionario co-mobile del flusso di Hubble - usando misurazioni precise del fondo cosmico a microonde (CMB). In altre parole, possiamo determinare il nostro movimento peculiare rispetto al flusso di Hubble osservando la firma del doppler dipolo nel CMB.
Come Einstein ha realizzato e come affermi correttamente, in effetti non puoi misurare la velocità di un oggetto da solo poiché deve essere misurato rispetto a qualcos'altro.
Di conseguenza, se poni la domanda "A che velocità si muove X?" , dovrai specificare che vuoi la velocità rispetto ad un altro oggetto perché il movimento non può essere misurato senza un punto di riferimento.
Qualche esempio:
punto di riferimento "standard"
Se non viene fornito alcun punto di riferimento, si potrebbe presumere che il "punto di riferimento standard" sia la posizione dell'osservatore. Nei regni dell'astronomia, quella sarebbe la posizione dell'astronomo.
Va notato che l'astronomo potrebbe benissimo essere in missione spaziale al di fuori dell'atmosfera terrestre, oppure potrebbe usare un telescopio nell'orbita terrestre. Pertanto, la "Terra" non può generalmente essere considerata un punto di riferimento standard per l'astronomia perché, a seconda della precisione delle misurazioni e della posizione (ad esempio) del telescopio, supponendo che la "Terra" possa determinare misurazioni inesatte.
MODIFICARE
Come correttamente commentato @TidalWave , esiste anche l' International Celestial Reference Frame (ICRS) che può aiutarti a trovare punti di riferimento, calcolare le distanze, ecc. Secondo un sistema di riferimento celeste, che è stato adottato dall'Unione Astronomica Internazionale (IAU) per -astronomia posizionale di precisione. L'origine dell'ICRS risiede nel baricentro del sistema solare.
Avvolgendolo:
Se non viene definito alcun punto di riferimento e se possiamo supporre che l'astronomo funzioni secondo le regole e le definizioni dell'Unione Astronomica Internazionale (che sarebbe il caso normale, se non ideale), l'International Celestial Reference Frame ti fornisce uno "standard punto di riferimento "al suo centro (che è il baricentro del sistema solare).
In rari casi in cui la conformità IAU non può essere assunta (qualcosa che "potrebbe" accadere nei regni amatoriali), si deve presumere che il punto di riferimento sia il punto di osservazione.