¿Cómo sabemos a qué velocidad gira nuestro planeta? ¿Qué marco de referencia inercial utilizamos para calcularlo?

Puede medir el tiempo que le toma a una estrella volver a su posición aparente noche tras noche y obtener un número cercano a las 23 horas, 56 minutos (un día sideral). También mides la circunferencia o la Tierra usando cualquier número de métodos de topografía y descubres que es 40,075 km. Divide esos números y obtén alrededor de 1,670 km / h.

Respuesta corta: la rotación se mide contra el fondo estacionario (para fines prácticos) de las estrellas.

EDITAR: Quiero cambiar mi respuesta. Usando un péndulo de Foucault, puede medir directamente el momento angular de la rotación de la Tierra sin ninguna referencia externa.

Supongo que te refieres a la velocidad angular. Luego, como cuestión práctica, lo medimos en un marco cuyo origen es el centro de la Tierra y no gira con respecto a las estrellas distantes. En principio, podríamos medirlo en un marco que zumba más allá de la tierra, en cuyo caso sería dilatado por el tiempo, pero eso sería tonto y poco práctico. En principio, podríamos asegurarnos de que el marco no girara con respecto al espacio en sí mismo (la velocidad lineal es relativa pero la velocidad angular no), pero eso sería menos preciso. Tendría que configurar una gran rueda de hámster alineada con el eje de la Tierra y girarla en contra de la rotación de la Tierra hasta que la fuerza centrífuga dentro de ella fuera mínima, pero eso sería difícil de hacer con precisión en el contexto de la gravedad de la Tierra. .

A2A: la forma más sencilla es sacar un cronómetro y un péndulo de Foucault

No me sorprendería en absoluto si no hubiera un interferómetro de estado sólido equivalente en estos días.

No necesita un marco de referencia inercial para calcularlo. Solo espere a que el péndulo regrese a su dirección y tiempo originales cuánto tiempo tardó: ese es el período de rotación y no es relativo a nada más que al planeta mismo.

Estoy copiando esto de parte de mi respuesta a “¿Qué es la aceleración distinta de cero?”. Quizás eres el mismo que pregunta.

La aceleración debe ser relativa a algo, pero ¿qué? Esto rara vez se discute. La respuesta habitual es que es relativa al impulso promedio de toda la masa en el universo, pero este no es un hecho conocido. Me parece más natural esperar que esté determinado por un promedio ponderado, y que a los objetos cercanos se les dé más importancia que a los objetos distantes. Por supuesto, esto es solo una conjetura.

Se propuso “materia oscura” para explicar por qué se observa que las galaxias giran como un solo objeto (excepto muy cerca de sus centros), en lugar de que sus estrellas exteriores se muevan más lentamente como lo hacen los planetas de nuestro sistema solar. Pero si los marcos de referencia inerciales están determinados por un promedio ponderado de masas, y si la función de ponderación es tal que las estrellas dentro de la misma galaxia son mucho más significativas que todas las otras galaxias combinadas, entonces la velocidad angular uniforme de las estrellas exteriores es lo que debería ser esperado. ¡Entonces su pregunta podría estar desafiando indirectamente la hipótesis de la materia oscura! ¡Bien hecho!

Lo que se llaman las “estrellas fijas” Estas son las estrellas lo suficientemente alejadas (y no los planetas) para que podamos observarlas durante un largo período de tiempo y no parezcan moverse. Por supuesto que lo hacen, pero a lo largo de su vida, o incluso en la historia de la humanidad, son bastante fijos.