¿Cómo se puede medir la velocidad en relación con el marco de descanso de la radiación de fondo cósmico de microondas?

Podemos medir fácilmente nuestra velocidad relativa con respecto al marco de descanso del CMB.

[El siguiente texto es de la respuesta de Frank Heile a Si estoy parado en la ciudad de Nueva York, ¿qué tan rápido me estoy moviendo en relación con una posición fija en el espacio? ]

TL; DR: Nuestra velocidad relativa actual en comparación con el marco de descanso del CMB es 368 km / seg o 823,000 millas por hora. ¡Esta velocidad también es aproximadamente el 0.1% de la velocidad de la luz!

El marco de descanso más significativo con respecto al cual podemos medir experimentalmente nuestra velocidad relativa sería el marco de descanso promedio de toda la materia en el universo. El método que se puede usar para medir nuestra velocidad en relación con ese cuadro es medir el desplazamiento Doppler de la radiación de fondo cósmico de microondas (CMB). Cuando se mide el CMB no corregido, hay un patrón dipolar muy prominente donde hay un cambio rojo en una dirección y un cambio azul en la dirección opuesta. La medición de este patrón puede decirnos nuestra velocidad y la dirección de nuestro movimiento en relación con el marco de descanso de la radiación. ¡El resultado de esa medición es 368 +/- 2 km / seg, que es igual a 823,000 millas por hora y también alrededor del 0.1% de la velocidad de la luz!

Consulte este artículo: Mini-Revisión de radiación de fondo cósmico para obtener más detalles, incluidas las coordenadas galácticas de la dirección de nuestro movimiento en relación con este marco de descanso “absoluto” del universo. En particular, este artículo establece:

El dipolo es una cantidad dependiente del cuadro, y así se puede determinar el “cuadro de reposo absoluto” del Universo como aquel en el que el dipolo CMB sería cero. Nuestra velocidad en relación con el Grupo Local, así como la velocidad de la Tierra alrededor del Sol, y cualquier velocidad del receptor en relación con la Tierra, normalmente se elimina a los fines del estudio de anisotropía CMB.

Ahora el grupo local de galaxias en realidad tiene una velocidad de 627 km / s en relación con el CMB. (Ver http://arxiv.org/pdf/astro-ph/96…) para que la velocidad del sol alrededor del centro de masa de las galaxias esté en una dirección algo opuesta para dar una velocidad neta de 368 km / seg.

Como digo en esta respuesta: ¿Qué tan atrás en el tiempo es posible ver? La radiación CMB comenzó a viajar hacia nosotros apenas 379,000 años después del Big Bang, que fue hace 13.800 millones de años. El universo anterior a ese momento era opaco y estaba lleno de plasma a unos 3000 grados Kelvin. Justo después de ese tiempo, el universo se volvió transparente y los fotones que estaban en equilibrio con toda la materia del universo se desacoplaron y comenzaron a viajar hacia nosotros (y hacia todas partes ya que estaban distribuidos isotrópicamente). Entonces, el marco en el que estos fotones son isotrópicos es el marco de descanso promedio de toda la materia en el universo.

Si está interesado, esta es una imagen de las variaciones muy pequeñas del CMB que ha medido el satélite WMAP:

Aquí está la imagen satelital Planck más reciente de mayor resolución equivalente:

El momento dipolar muy prominente debido a nuestra velocidad se ha eliminado aquí para mostrar las variaciones muy pequeñas con mayor precisión. Una mejor descripción del CMB está en esta respuesta.