Dado que la Tierra gira a gran velocidad, ¿cómo es que podemos ver estrellas y planetas como si los estuviéramos mirando desde un objeto estacionario?

Nosotros no Recoja una cámara que tenga una configuración de obturador “abierto” o “bombilla”. Configúrelo en una plataforma estacionaria y apúntelo hacia el cielo (apuntarlo hacia el norte le dará el mejor efecto) en una noche sin luna, lejos en el país donde hay muy poca contaminación lumínica. Abre la persiana. Espera media hora. Cierra la persiana. (Probablemente va a ser una cámara de cine, así que desarrolle la película). No verá estrellas, verá arcos.

No “rotamos a gran velocidad”, rotamos a razón de una vuelta por día. Eso es bastante lento. Mirar el cielo durante 30 segundos no te mostrará nada, pero sal y observa una estrella justo cerca de la parte superior de una farola o poste de electricidad. Siéntese allí, relajándose, con los ojos cerrados, durante unos 15 minutos. Mirar de nuevo. La estrella se movió. No mucho, pero se movió unos 3 grados (si mi aritmética mental rápida es correcta). Así de lejos gira la Tierra en 15 minutos. 360 grados en 24 horas. 15 grados por hora.

O mira una estrella con un telescopio. Siga observando mientras la estrella se aleja del campo de visión del telescopio. Se está moviendo. No es rápido, pero se está moviendo. Si estuviéramos estacionarios, las estrellas no se moverían en absoluto. (Los planetas lo harían, la luna lo haría, pero las estrellas simplemente se quedarían allí. No lo hacen).

No vemos estrellas y planetas como si estuviéramos mirando desde un objeto estacionario. Los vemos como si estuviéramos mirando desde un objeto que gira una vez cada 24 horas. Las estrellas se mueven en el cielo igual que el sol durante el día.
El movimiento nos permite tomar fotografías como la de arriba. Esta foto del rastro de la estrella utiliza una exposición prolongada de varias horas capturando el movimiento de las estrellas como rayas curvas en el cielo.

Ahora la tierra está girando a gran velocidad. Una vez cada 24 horas viaja alrededor de la tierra. Eso es más rápido que la mayoría de los aviones. En el ecuador, es de aproximadamente 1,674 km / h (1,040 mph). Eso es rapido. Entonces, podrías pensar que las cosas en el cielo deberían pasar volando. Sin embargo, debe considerar la velocidad angular, no su velocidad. Las cosas que están más cerca de ti, pasan de largo, mientras que las cosas que están más lejos lentamente bordean. Las estrellas están muy muy lejos, por lo que se mueven lentamente.

El video de arriba es bastante aburrido, pero salta al punto de 2 minutos.

En el video ves que el tren se mueve rápido. Los postes y las cercas en la línea de ferrocarril, cerca del tren, pasan por la ventana tan rápido que apenas puedes decir cuáles son. Los edificios en la distancia media se mueven lentamente, mientras que los edificios en la distancia extrema apenas parecen moverse en absoluto.

Esto se debe a que su ángulo es atravesado por objetos más cercanos más rápido que otros objetos. Las matemáticas son simples para cualquier graduado de secundaria. Si tiene una vista lateral desde el tren de unos 42 grados de ancho mientras viaja a 30 m / s (108 km / h), entonces un objeto a 10 metros de distancia pasaría de un lado de su vista al otro en solo 0.26 segundos. Sin embargo, un objeto a 10 km de distancia estaría a su vista a una distancia mayor. Puedes hacer los cálculos y debería funcionar que lleva 4,26 minutos

Las estrellas también se mueven con las estaciones, a medida que orbitan el sol, por lo que aparecen diferentes estrellas en diferentes épocas del año y en latitudes ligeramente diferentes del cielo.

Entonces este movimiento se puede medir fácilmente y le da el título de la tierra.

La posición de las estrellas también cambia con su ubicación en la tierra. Diferentes latitudes ven diferentes estrellas. Así es como los primeros navegadores fijaron su posición durante los largos viajes por mar.

Se usaría un sextante o un instrumento similar para medir el ángulo entre puntos como estrellas, luna y sol. Esto podría compararse con las cartas y la hora actual, para fijar la ubicación del barco en el mar.

El método de distancia lunar es una de las muchas formas de fijar su latitud.

No los vemos como si estuviéramos en un objeto estacionario. De hecho, anoche estaba experimentando con tomar exposiciones prolongadas usando una aplicación llamada NightCap Pro en mi iPhone, y obtuve esto:

La estrella brillante es Vega, en la constelación de Lyra. El tiempo total de exposición fue de alrededor de 15 minutos y, como puede ver, las estrellas se mueven bastante. (La línea punteada es un avión, probablemente en aproximación a Oakland International).

La “gran velocidad” de la que está hablando es la velocidad de rotación en el ecuador. ¡En cualquier momento vas a 465 metros por segundo!

Pero estás hablando de ver las estrellas desde un objeto giratorio. Para eso no estamos buscando la velocidad de rotación. Estamos buscando la frecuencia de rotación. Cuánto tiempo lleva girar, no qué tan rápido va un objeto en la superficie.

La Tierra gira a (aproximadamente) 1 rotación cada 24 horas. Si girara una bola (grande o pequeña, no importa, ya que el período de rotación es el mismo para objetos de cualquier tamaño), difícilmente notaría que un punto en la superficie se mueve.

Es un error pensar que la velocidad de rotación es importante para observar objetos desde un punto de vista en la Tierra. Lo que importa es el período de rotación y realmente no es muy rápido.

La tierra hace una rotación cada 24 horas.

Eso es 360 grados / (24 horas * 60 minutos * 60 segundos) = 0.004 grados por segundo.

Pero la resolución angular del ojo desnudo es de solo 0.02 grados.

Eso significa que tendrías que mantenerte perfectamente quieto durante 5 segundos para que el movimiento sea lo suficientemente grande como para estar dentro de un solo “píxel” en el ojo, y tendrías que mantenerte perfectamente quieto durante 10 segundos para que una estrella se mueva de un “píxel” a otro “píxel” en su ojo para detectar movimiento.

E incluso entonces, su cerebro no está conectado para detectar un solo píxel que se mueve sobre un píxel para activar las neuronas responsables de la percepción del movimiento. Tu cerebro está diseñado para filtrar esas cosas como ruido. Está conectado para detectar muchos píxeles desconectados, todos moviéndose en la misma dirección, lo que indica que puede haber un león moviéndose detrás de la hierba, así que … CORRE.

Y tu ojo no puede mantenerse perfectamente quieto durante tanto tiempo. El control muscular es demasiado nervioso.

Si alguna vez has visto un satélite volar por encima, ese es el límite de la percepción humana para un punto de luz singular. Y un satélite se mueve alrededor de 17,000 millas por hora. Eso es 17/25 = 0.7 órbitas por hora => veces 360 grados / órbita = 250 grados / hora. => veces 3600 segundos / hora = 0.7 grados por segundo.

entonces, el ojo humano tiene una resolución de 0.02 grados, y un punto de luz que se mueve a 0.7 grados por segundo es simplemente perceptible. Pero las estrellas se mueven a 0.004 grados por segundo, por lo que no podemos percibir que se muevan.

Incluso entonces, parte de la razón por la que podemos detectar el movimiento del satélite es porque detectamos que cambia de posición con respecto a las estrellas a su alrededor. La rotación de la tierra haría que TODAS las estrellas giren una con respecto a la otra, y el único lugar en el que probablemente podría detectarlo sería cerca del horizonte a medida que las estrellas desaparezcan o surjan nuevas estrellas.

En resumen, la resolución del ojo es demasiado baja para detectar los grados extremadamente pequeños por segundo que las estrellas parecen moverse a medida que gira la Tierra.

Por la misma razón, no ves la manecilla de la hora de un reloj moverse.

¿Ves el reloj? Bueno, eso es solo una imagen estática, pero cuando ves una imagen real funcionando, puedes ver fácilmente la manecilla de segundos que se está moviendo y, observando muy de cerca, también puedes ver la manecilla de minutos moviéndose tick por tick. La manecilla de la hora también se mueve, pero se mueve tan lentamente que solo se nota cuando deja de verla por un momento y gira para verla nuevamente más tarde, de esa manera puede estar seguro de que la manecilla de la hora se está moviendo aunque no pueda ver el movimiento. .

Lo mismo sucede con el cielo nocturno. El movimiento aparente de una estrella es aproximadamente el doble de una hora de un reloj desde su punto de vista. Todo es relativo; La rotación de la Tierra es rápida desde el punto de vista de una persona, pero es realmente lenta en relación con su propio tamaño.

Si la Tierra fuera solo 1/10 y de su tamaño y girara a la misma velocidad que ahora , vería las estrellas cruzando el cielo en menos de dos horas. Solo entonces, en ese caso , probablemente podría ver el movimiento real de la Tierra reflejado en el cielo.

¿Has estado en un auto por una carretera? Verás que los objetos cercanos como postes de luz pasan a tu lado, mientras que las montañas lejanas parecen moverse más lentamente. Como las estrellas están muy, muy lejos, parecen no moverse en absoluto.

Pero si configura una cámara de lapso de tiempo de exposición prolongado hacia el cielo, verá que las estrellas se mueven en círculos concéntricos alrededor de un punto en el cielo llamado polo norte celeste (o polo celeste sur para aquellos que viven al sur del ecuador). Polaris se encuentra casi cerca del polo celeste norte y se mueve más lentamente, mientras que sigma octantis se mueve más lento ya que está más cerca del polo celeste sur. Los norteños no pueden ver el polo celeste sur y viceversa, y ambos son visibles desde el ecuador. Después de mirar las imágenes de la cámara de lapso de tiempo, las estrellas en la parte norte del cielo van en círculos opuestos que el cielo del sur.

Además, el sol junto con las otras estrellas en nuestra galaxia que podemos ver se mueve con la misma velocidad, y dado que nos movemos alrededor del sol, las estrellas no cambian su posición anual por un margen significativo.

Nuestra percepción de la velocidad en realidad proviene de la distancia angular movida por un objeto por unidad de tiempo, y no de la distancia real por unidad de tiempo en sí. Por eso sucede.

Sugiero que siga un experimento simple para convencerlo de que estamos girando a alta velocidad.

– Tome / pida prestada una cámara digital réflex con una lente luminosa (50 mm f / 1.8 es un clásico de la fotografía barata).

– Ajústelo en la apertura máxima (o casi máxima) y la exposición máxima (30 segundos) y un ISO bastante alto (por ejemplo, 1600)

– Apunte directamente hacia arriba, colóquelo sobre una mesa y dispare.

– Realice el mismo procedimiento con 10 segundos de exposición duplicando el ISO.

– verá una diferencia en las dos tomas: si hace zoom al 100% en una estrella, verá que en la imagen de 10 segundos la estrella es un objeto puntiagudo, en la imagen de 30 años la estrella es más elíptica, si no una pequeña línea.

¡Felicitaciones, has descubierto que la tierra se está moviendo!

La tierra no gira a una gran velocidad angular. Rota una vez al día.

Eso es la mitad de rápido que la manecilla de la hora de su reloj.

¿Realmente notas que la manecilla de la hora se mueve si la miras … apenas?
Bueno, las estrellas se mueven por el cielo la mitad de rápido.

La alta velocidad proviene de la circunferencia de la tierra en relación con su momento angular (rotación). La velocidad relativa frente a la velocidad absoluta es lo que puede confundirnos y preguntarnos por qué las cosas se comportan como lo hacen. La velocidad relativa se puede considerar como rotaciones por minuto o longitudes del sujeto por unidad de tiempo (por ejemplo, longitudes de automóvil por minuto). Aunque la velocidad puede parecer bastante diferente de un objeto a otro. Si hiciera girar una bola con un diámetro de un pie una vez cada veinticuatro horas (como la tierra), la velocidad parecería terriblemente lenta (0.13 pies por hora), pero con una tierra de 7917.5 millas de diámetro, la velocidad aumenta drásticamente a 1035.8 mph. Los saltos locos en velocidad solo aumentan con los objetos más grandes; Si el sol girara una vez cada 24 horas, ¡un punto a lo largo de su equivalente en el ecuador iría a casi 2,276,000 mph!

Las cosas en el espacio exterior también viajan bastante rápido. La gemela Andromeda de nuestra galaxia se mueve a 68 millas por segundo (equivalente a 244,800 mph), pero parece muy lenta. La razón de esto es porque piensa en una galaxia, no como un cuerpo en el espacio exterior, sino como una unidad de distancia por un momento. Digamos que una galaxia tiende a tener unos 2 millones de años luz de ancho. A una velocidad representada como repeticiones de sí mismo durante una unidad de tiempo, la velocidad hipotética de Andrómeda es 0.00000004 longitudes de su propio cuerpo por hora. Para tener una idea de lo que estoy tratando de explicar, piense en una gran plataforma que viaja a 60 millas por hora, con un automóvil de juguete a la misma velocidad. El semi, con su remolque, mide aproximadamente 80 pies de largo, mientras que el juguete mide solo tres pulgadas. En un minuto, ambos objetos recorrieron una milla completa de distancia (igual a 66 veces la longitud del camión y 264 veces la del juguete). Entonces, a los ojos del observador, el camión más grande parece ir más lento que el automóvil de juguete. Por lo tanto, el tamaño puede dar la ilusión de que algo viaja más rápido o más lento de lo que realmente puede estar yendo. La distancia entre el observador y el objeto a observar puede hacer lo mismo. No olvidemos que Andrómeda está a una cantidad loca de años luz de la Tierra en la Vía Láctea (2.537 millones para ser exactos). Usted sabe que los aviones a reacción van a cientos de millas por hora, pero con las decenas de miles de pies entre usted y el avión, parece que va más lento que una abeja zumbando justo a su lado.

Así que recuerde el tamaño del objeto observable, y la distancia entre eso y el observador puede hacer que algo parezca moverse más rápido o más lento de lo que realmente puede estar yendo.

La razón es que cuando se trata de rotación a una referencial muy distante solo cuenta la velocidad angular. Si obtiene la velocidad de la superficie terrestre, en realidad es muy grande porque es V = WR, donde V es la velocidad de la superficie, W es la velocidad angular y R es el radio de la Tierra.
La velocidad de la superficie puede interpretarse como una traducción relativa relacionada con las estrellas. La traducción no tiene sentido ya que la Tierra es un punto infinitesimal en comparación con el tamaño de la distancia a las estrellas. Imagínese caminando alrededor de un átomo, ¿hará alguna diferencia en su distancia al otro lado de un campo de fútbol? Es lo mismo con la tierra y las estrellas.

Pero la velocidad angular funciona cambiando su ángulo en una cantidad de tiempo. La variante de ángulo cambia la posición relativa de las estrellas sin importar qué tan lejos estén. Pero sucede que en realidad nuestra velocidad angular es muy pequeña. En realidad, cualquiera puede calcular nuestra velocidad angular: es 360 grados por día o 2pi rad por día o pi / 12 por hora. Si pi / 4 es de 45 grados, entonces rotamos unos 45/3 grados en una hora. Entonces, en realidad, es muy posible ver la rotación de las estrellas en unos minutos usando una cámara de alta exposición …

Como mucha gente ha señalado, “girando a gran velocidad” …
Todo movimiento de un cuerpo rígido de tamaño finito puede descomponerse en traslaciones y rotaciones. Arregle un marco en el centro de la Tierra, unido a la Tierra. Así que pensemos primero en las traducciones. La velocidad de traslación de un punto en la superficie de la Tierra sobre su centro funciona a casi 0.5 km / so 1700 km / h. ¡Santo cielo! ¡No es de extrañar que las estrellas parezcan volar en una hora, incluso si no estás drogado! Pero espera un minuto! La velocidad orbital de la Tierra alrededor del Sol es de 30 km / so 108000 km / h. ¿Por qué no sentimos eso?
(¡Lo hacemos! No por cambios marginales, sino, por ejemplo, por ligeros cambios durante 6 meses en los ángulos de los telescopios que apuntan a objetos celestes luminosos distantes . Este es un efecto relativista, no paralaje).
En una escala más orgánica, nuevamente como otros han señalado, percibimos el movimiento debido al desplazamiento angular (y los cambios radiales a través de la percepción de profundidad). La velocidad angular de la rotación de la Tierra (por lo que no importa qué tan lejos esté del eje) es de 15 grados por hora. Esto es lo que captará una cámara o lo observará un observador humano que mira hacia el cielo por la noche. (El efecto aumenta si intentas mirar un planeta con un telescopio de 3 “sin todos los motores geniales; para cuando te alejes y hagas que tu hijo de 7 años mire a través del ojo para mostrarle los anillos de Saturno o ¡Las lunas de Júpiter han cambiado! ¡Así que entramos en la casa y miramos bonitas fotografías de la NASA en Internet, y pronto se aburren!) La velocidad angular de la tierra alrededor del sol es un grado / día insignificante, / 365 del girar velocidad angular.

Esta es una cuestión de velocidad angular relativa, ¿no es así?

La única forma en que podrá darse cuenta de que un objeto se ha movido de acuerdo con el cielo es que el objeto, en relación con el resto de las cosas que conforman el entorno en su punto de vista, se ha movido en un cierto ángulo. Dado que vemos la mayoría de las estrellas como si fueran puntos, a menos que se muevan a velocidades tremendas lejos de nosotros, no las notaremos moviéndose adelante y atrás.

Ahora, considere esto: su campo de visión se expande en el área a medida que las cosas se alejan de usted. Después de todo, su campo de visión depende del “espacio” angular total que puede ver, y realmente la distancia no importará hasta que sus ojos no puedan resolver los detalles más allá de cierta distancia, pero eso no es un problema para las estrellas y otros cielos -objetos altos porque generalmente el único detalle es que no son homogéneos como lo es la mayoría de los cielos vacíos.

Por lo tanto, la velocidad angular relativa, no la velocidad absoluta, es lo más importante para saber si percibes que los objetos se mueven. Y como los ángulos se calculan a través de relaciones trigonométricas, para los objetos que están muy lejos, también tendrá que moverse muy lejos (o girar muy rápido) para ver estos objetos “moverse” en el cielo.

Ahora, considere que la Tierra gira a una velocidad angular relativamente baja, tanto que solo hace una revolución en poco menos de 24 horas. Esto le da una velocidad angular de aproximadamente 15 segundos de arco por segundo. Su entorno y su propio campo de visión giran en relación con la línea que lo conecta (o la Tierra) y el objeto a un ritmo realmente lento. Esta velocidad de giro lenta significa que incluso si te estás moviendo muy rápido debido a la rotación de la Tierra, todavía no estás girando lo suficientemente rápido como para ver el objeto moverse en el cielo.

Espero que haya aclarado las cosas, perdón por el uso desordenado y desordenado de la terminología.

Considera esto. Estás viendo un avión volando por encima de la cabeza con una pancarta, el avión se mueve a 150 mph pero puedes leer claramente las palabras en esa pancarta. Ahora imagine que está parado al costado de la carretera y que un automóvil acelera a 60 mph con el mismo mensaje estampado en su costado. ¿Podrías leer las palabras con la misma facilidad? Probablemente no. Entonces, la respuesta es la perspectiva, nuestra distancia relativa del objeto observamos colores cómo percibimos la velocidad de esos objetos.

Mis ojos son lo suficientemente sensibles como para seguir el movimiento de las estrellas, por lo que no las veo como estacionarias. Intenta fijar una estrella o la luna contra la rama de un árbol, no muevas la cabeza y observa durante un minuto, y verás que ese objeto distante se desplaza más allá de la rama. Es realmente genial, eres testigo de cómo nuestro planeta gira. Mira tantos amaneceres como puedas.

Nuestra velocidad es excelente (el ecuador es de 24,000 millas alrededor en 24 horas, por lo que se mueve a 1,000 mph) pero el radio es grande, por lo que la tasa de cambio de ángulo es pequeña. Si una estrella está por encima de nosotros, giramos en ángulo tan lentamente que permanece por encima de nosotros mucho tiempo.

La Tierra gira 360 grados, un círculo completo, una vez al día. Dicho de otra manera, la dirección que estamos buscando cambia 360 grados en 24 horas. La manecilla de la hora de un reloj cambia su ángulo en 360 grados en 12 horas. Entonces, el ángulo al que apuntamos cambia su dirección solo la mitad de rápido que la manecilla de hora de un reloj. No es de extrañar que no percibamos el cambio.

Es así porque
(Arco) = (Radio) * (Ángulo)
Ahora deje que su estrella sea el punto de referencia, siendo el radio la distancia de la Tierra que es increíblemente grande en comparación con su arco que define su movimiento en la Tierra con respecto a la estrella. Esta situación da como resultado que la fórmula proporcione un ángulo muy muy pequeño que, hablando intuitivamente, mantiene la estrella inmóvil.

Tu pregunta es defectuosa. Está confundiendo la distancia / velocidad de rotación con la velocidad en línea recta.

Hacer esto. Súbete a un tiovivo. Haz que alguien lo empuje para que hagas un giro completo cada 24 horas. Esto tiene la misma velocidad de rotación que la tierra.

Ahora imagine (puede que tenga que cerrar los ojos para esto) un palo muy largo que sale del centro del carrusel. Luego imagine el carrusel girando a la misma velocidad que antes.

Ahora sucede algo curioso. No gira más rápido, pero el brazo largo se extiende más millas por hora cuanto más largo sea el palo. Si haces el palo tanto como sea desde el centro de la tierra hasta la superficie, descubrirás que barre la misma cantidad de millas.

Lo mismo se aplica a preguntas similares en cuanto a por qué no nos caemos de la tierra si está girando tan rápido (en realidad no está girando tan rápido como está barriendo muchas millas por hora a una distancia significativa del centro) .

¡Espero que esto ayude!

Porque están muy lejos.

Incluso los 4 años luz de Alpha Centauri, la estrella más cercana, es enorme en comparación con la escala del sistema solar. Este fue el chiste de Hitchhikers Guide to Galaxy de Douglas Adams, cuando se refirió a él como “interesarse en los asuntos locales”.

Dicho esto, es posible medir un pequeño cambio de posición de las estrellas más cercanas en relación con el fondo, un método conocido como paralaje.

Y algunas estrellas se mueven lo suficientemente rápido como para que podamos ver que su posición también cambia lentamente con el tiempo. La estrella de Barnard es el ejemplo clásico.

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