Was ist der Standardreferenzpunkt für die Geschwindigkeitsmessung?

Geschwindigkeit existiert bekanntlich nicht, ohne vorher einen Bezugspunkt zu haben. Wir sagen dann, dass sich der Referenzpunkt überhaupt nicht bewegt und die Geschwindigkeit dann in Bezug auf den Referenzpunkt gemessen wird.

Was ist der Standardreferenzpunkt bei der Bestimmung der Geschwindigkeit von Objekten in der Astronomie? Erde?

Der Restrahmen für die Messung (astronomischer) Geschwindigkeiten und Geschwindigkeiten hängt vom Kontext und Zweck ab.

Ein geozentrischer Rahmen, der auf dem Massenschwerpunkt der Erde basiert, könnte für Objekte in der Erdumlaufbahn geeignet sein.

Ein heliozentrischer Referenzrahmen, der auf der Sonne zentriert ist, wird häufig verwendet, um die Sichtliniengeschwindigkeiten astronomischer Objekte zu beschreiben. Üblicherweise wird jedoch ein baryzentrischer Rahmen am Schwerpunkt des Sonnensystems verwendet. Auf diese Weise würden beispielsweise die Radialgeschwindigkeitsmessungen von Exoplaneten-Wirtssternen oder Komponenten von Finsternis-Binärdateien zitiert. Es wäre auch für die Bewegung von Objekten im Sonnensystem geeignet.

Bewegungen in der Galaxie werden üblicherweise auf zwei Arten definiert. Einer ist der Local Standard of Rest (LSR), der Geschwindigkeiten in Bezug auf die durchschnittliche Bewegung von Sternen in der Nähe der Sonne misst. Der zweite Versuch, Geschwindigkeiten in Bezug auf die galaktische Ebene und radial und tangential in der Ebene in Bezug auf das galaktische Zentrum zu messen. Dies sind die sogenannten Geschwindigkeiten. Die Position und Bewegung des LSR in Bezug auf das galaktische Zentrum sind bei einigen km / s ungewiss, während die Sonnenbewegung in Bezug auf das LSR genauer bekannt ist.$U,V,W$

Das galaktische Zentrum kann auch als Referenzrahmen für die Bewegung von Galaxien in unserer lokalen Gruppe verwendet werden. zB wenn man über die Bewegung der Andromeda-Galaxie spricht.

Schließlich können wir mithilfe präziser Messungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds (CMB) einen kosmischen Ruhestandard bestimmen - den sich gemeinsam bewegenden stationären Rahmen des Hubble-Flusses. Mit anderen Worten, wir können unsere eigentümliche Bewegung in Bezug auf den Hubble-Fluss bestimmen, indem wir die Dipol-Doppler-Signatur im CMB beobachten.

Wie Einstein erkannt hat und wie Sie richtig sagen, können Sie die Geschwindigkeit eines Objekts tatsächlich nicht selbst messen, da es relativ zu etwas anderem gemessen werden muss.

Als logisches Ergebnis, wenn Sie die Frage stellen: "Wie schnell bewegt sich X?" müssen Sie angeben, dass Sie die Geschwindigkeit in Bezug auf ein anderes Objekt wünschen, da die Bewegung ohne einen Referenzpunkt nicht gemessen werden kann.

Einige Beispiele:

• Wenn Sie fragen, wie schnell sich die Erde in Bezug auf ihre eigene Achse bewegt, ist der Erdmittelpunkt Ihr Bezugspunkt.
• Wenn Sie wissen möchten, wie schnell die Erde die Sonne umkreist, ist die Sonne Ihr Bezugspunkt.
• Wenn Sie wissen möchten, wie schnell sich die Entfernung des Mondes von der Erde vergrößert, ist die Erde Ihr Bezugspunkt.
• Wenn Sie die Geschwindigkeit unseres Sonnensystems in der Milchstraße wissen möchten, ist das Zentrum der Milchstraße Ihr Bezugspunkt.

"Standard" Referenzpunkt

Wenn kein Referenzpunkt angegeben ist, kann davon ausgegangen werden, dass der "Standardreferenzpunkt" der Ort des Beobachters ist. In den Bereichen der Astronomie wäre dies der Ort des Astronomen.

Es sollte beachtet werden, dass sich der Astronom möglicherweise auf einer Weltraummission außerhalb der Erdatmosphäre befindet oder ein Teleskop in der Erdumlaufbahn verwendet. Daher kann "Erde" im Allgemeinen nicht als Standardreferenzpunkt für die Astronomie angenommen werden, da abhängig von der Genauigkeit der Messungen und der Position (zum Beispiel) des Teleskops die Annahme, dass "Erde" zu ungenauen Messungen führen kann.

BEARBEITEN

Wie @TidalWave richtig kommentiert hat , gibt es auch den International Celestial Reference Frame (ICRS), mit dem Sie Referenzpunkte finden, Entfernungen berechnen usw. können, und zwar gemäß einem Himmelsreferenzsystem , das von der International Astronomical Union (IAU) für hohe Werte übernommen wurde -präzise Positionsastronomie. Der Ursprung von ICRS liegt im Schwerpunkt des Sonnensystems.

Verpacken:

Wenn kein Referenzpunkt definiert ist und wir davon ausgehen können, dass der Astronom gemäß den Regeln und Definitionen der Internationalen Astronomischen Union arbeitet (was der reguläre, wenn nicht der ideale Fall wäre), bietet Ihnen der Internationale Himmelsreferenzrahmen einen "Standard" Bezugspunkt "in seiner Mitte (das ist der Schwerpunkt des Sonnensystems).

In seltenen Fällen, in denen keine IAU-Konformität angenommen werden kann (was in Amateurbereichen " passieren " könnte ), muss davon ausgegangen werden, dass der Bezugspunkt der Beobachtungspunkt ist.