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¿Es el marco del resto CMB especial? ¿De dónde proviene?

Parece que estamos en movimiento en relación con el universo a la velocidad de ~ 600 km/s. Esta es la velocidad de nuestra galaxia en relación con el fondo cósmico de microondas.

¿De dónde viene este marco del resto? ¿Esto es especial en cualquier manera (es decir, un marco de absoluta)?

EDIT: creo que la pregunta más importante es "el marco del resto CMB de dónde viene?".

48voto

Rody Oldenhuis Puntos 119

He encontrado esta respuesta en el Profesor Douglas Scott la página de preguntas frecuentes. Se encarga de la investigación de la CMB y la cosmología en la Universidad de British Columbia.

¿Por qué no podemos decir lo que el movimiento que tenemos con respecto a la CMB? No significa esto que hay una absoluta marco de referencia?

La teoría de la relatividad especial se basa en el principio de que no hay ninguna preferido marcos de referencia. En otras palabras, el conjunto de la teoría de Einstein se basa en la hipótesis de que la física funciona de la misma con independencia de lo que la velocidad y la dirección. Así que el hecho de que hay un marco de referencia en el que no hay movimiento a través de la CMB viola la relatividad especial!

Sin embargo, la crucial de la asunción de la teoría de Einstein no es que no hay marcos especiales, pero que no existen marcos especiales donde las leyes de la física son diferentes. Claramente, hay un marco donde el CMB está en reposo, por lo que este es, en cierto sentido, en el marco del resto del Universo. Pero para hacer cualquier experimento de física, cualquier otro marco es tan bueno como este. La única diferencia es que en el CMB marco del resto de medir no la velocidad con respecto a los fotones del CMB, pero eso no implica ninguna diferencia fundamental en las leyes de la física.

"¿De dónde vienen?" es también contestó:

Cuando hice el fotones en realidad?

Una muy buena pregunta. Creemos que el Universo temprano era muy denso y caliente. En las primeras el tiempo era tan caliente, es decir, no había tanta energía a su alrededor, que los pares de partículas y anti-partículas eran continuamente se crean y aniquilan de nuevo. Esta aniquilación hace pura energía, lo que significa que las partículas de luz (fotones. Como el Universo se expande y la temperatura cayó de las partículas y anti-partículas (quarks y similares) aniquilados uno a otro por última vez, y las energías eran tan bajos que no podían ser recreado de nuevo. Por alguna razón (que todavía no se entiende bien) el Universo temprano tenía alrededor de una parte en mil millones de más partículas que los anticuerpos anti-partículas. Así que cuando todos los anti-partículas habían aniquilado todas las partículas, que dejó cerca de mil millones de fotones por cada partícula de materia. Y esa es la forma en que el Universo es hoy!

Así que los fotones que se observan en la radiación cósmica de fondo de microondas fueron creados en el primer minuto de la historia del Universo. Posteriormente se enfría, junto con la expansión del Universo, y, finalmente, se puede observar hoy en día con una temperatura de alrededor de 2,73 grados Kelvin.

EDITAR:

@starwed señala en los comentarios de que puede haber cierta confusión en cuanto a si una persona en el marco del resto es estacionario con respecto a los fotones en el marco del resto. He encontrado un par de preguntas más sobre el Profesor Scott excelente de correo electrónico página de preguntas frecuentes para aclarar el concepto.

En su respuesta a "¿por qué no podemos decir lo que el movimiento que tenemos con respecto a la CMB?" pregunta, hay un punto más que se podrían mencionar. En un universo en expansión, dos objetos distantes que están en reposo con respecto a la CMB normalmente será en movimiento relativo el uno al otro, ¿verdad?

La expansión del Universo es sin duda un inconveniente cuando se trata de pensar en imágenes sencillas de cómo funcionan las cosas cosmologically! Normalmente tenemos alrededor de esta imaginando un conjunto de observadores que se encuentran expandiendo el uno del otro de manera uniforme, es decir, no tienen "peculiares movimientos", sólo el "Hubble de la expansión" (que está directamente relacionada con la distancia). Estos observadores, a continuación, definir una ampliación del marco de referencia. Hay muchos tipos diferentes de tales marcos, todos moviéndose con cierta velocidad constante unos respecto a otros. Pero uno de ellos puede ser elegido de forma explícita como el que no CMB dipolo patrón en el cielo. Y ese es el absoluto (en expansión) marco del resto!

Supuestos: a partir De la mayoría de los puntos en el universo, uno de medir una CMBR dipolo. Por lo tanto, habría que acelerar para alcanzar un marco de referencia "en reposo" en relación a la CMBR. Pregunta: después de Haber alcanzado ese "resto marco", uno no tiene que acelerar constantemente para mantenerse en reposo (para contrarrestar la atracción de toda la masa dispersos en todo el universo)? [abreviada]

Creo que la suposición es incorrecta, y por lo tanto la pregunta no necesita que se le pida.

El hecho de que hay una CMB dipolo (un lado del cielo más caliente y el otro lado más frío que el promedio) nos dice que nos estamos moviendo a una velocidad determinada en una dirección determinada con respecto a la "preferida" marco de referencia (es decir, aquel en el que no hay observado dipolo). Para llegar a nosotros mismos en este dipolo-libre de marco sólo tenemos que mover con una velocidad que cancela el dipolo productoras de velocidad. No hay necesidad de acelerar (aceptar la rápida aceleración que tendríamos que hacer para cambiar la velocidad de curso).

Nuestro movimiento local (que hace que nos movamos en relación a la "CMB marco" y por lo tanto nos da un dipolo para observar) es causada por cerca de cúmulos y supercúmulos de galaxias que nos arrastran a su alrededor. Es cierto que por escalas de tiempo cosmológicas de estos objetos también se están moviendo. Así que, si queríamos mantenernos siempre en el dipolo libre de marco tendríamos que hacer pequeños ajustes a nuestra velocidad a medida que se mueve y se retiró a su alrededor con diferentes objetos. Pero estos cambios serían, aproximadamente, mil millones de años de escalas de tiempo. Y así entrar en la trama sin CMB dipolo, básicamente, sólo requiere de los siguientes 3 pasos: (1) se observan hoy en día del dipolo; (2) avanzar hacia el más frío de la dirección a la velocidad adecuada para cancelar el dipolo; y (3) mantener básicamente la misma velocidad de siempre.

3voto

Von Lion Puntos 121

La mejor teoría que tenemos, en la actualidad, para tratar esta cuestión, es la Teoría General de Einstein de la Relatividad. Su anterior Teoría Especial de la Relatividad postula la equivalencia de todos los sistemas inerciales (es decir, que no acelera) marcos de referencia para la formulación de las leyes básicas de la naturaleza, pero se omite fenómenos gravitacionales. la Teoría General incorpora la gravedad, el tratamiento como una manifestación de la curvatura del espacio-tiempo de la geometría, y se utiliza tensor de cálculo para formular las leyes de la naturaleza en una forma que era invariante bajo cualquier cambio de marco de referencia o sistema de coordenadas absoluto. También fue la primera teoría que podría modelo de la dinámica de la evolución del universo como un todo. El descubrimiento posterior de ambos, el Big Bang, la expansión de la evolución del universo y la radiación de fondo de microondas (CMB), a continuación se proporcionan los datos que podrían ser utilizados para definir un sistema de coordenadas en relación a que la mayor escala de las características del universo podría ser simplemente descritas. Este es un llamado de co-movimiento del sistema de coordenadas, en el que las coordenadas espaciales ampliar con la separación de cúmulos galácticos y el CMB tiene la mayoría de los esféricamente simétrica distribución de la intensidad con la frecuencia. Este sistema de coordenadas se ha denominado como la definición de "marco del resto del universo" y nuestro movimiento relativo puede ser medido por el momento dipolar de la distribución se observa superpuesta sobre la otra esféricamente simétrica de la CMB. Pero mientras que la expansión y el CMB son fenómenos que parecen más simples en el co-movimiento de las coordenadas, las leyes que rigen la expansión y el CMB, cuando se expresa en forma tensor, tienen la misma forma en cualquier sistema de coordenadas. Por lo que el co-movimiento del sistema de coordenadas, el "marco del resto del universo", es (actualmente) solo especial, o "preferente" para la descripción de las mayores características de escala del universo.

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