Si todas las partes del espacio se mueven en la misma dirección y nosotros nos movemos con él, ¿cómo sabemos que se está moviendo?

No todo en el espacio se mueve en la misma dirección.
Los otros planetas rodean al sol de la misma manera, pero a diferentes velocidades.
Las estrellas cercanas giran alrededor de nuestro centro galáctico a diferentes velocidades.
Y otras galaxias se mueven totalmente desacopladas de nuestro movimiento.
Muchos de ellos se están alejando de nosotros, lo que es visible en el desplazamiento al rojo de su luz. Pero algunas galaxias como Andrómeda se acercan a nosotros y eventualmente colisionarán con la vía láctea.
Incluso sucedió que otras estrellas cruzaron nuestro sistema solar.
Por lo tanto, siempre debe mencionar el marco de inercia si habla de velocidades y siempre hablamos de las diferencias de velocidad entre su marco y el objeto.

El universo se está expandiendo por todas partes y los objetos que se mueven, como resultado del Big Bang de miles de millones de años atrás. Sin embargo, no es necesariamente cierto decir que en todas partes se está expandiendo en la misma dirección. La dirección en que se expande depende de la posición del observador.

A medida que miramos el universo, nos parece que estamos estacionarios y que otras galaxias se están alejando de nosotros. Podemos decir que esas galaxias se están alejando porque las ondas de luz que nos llegan desde ellas parecen estiradas de la forma en que normalmente se espera que aparezcan, o desplazadas hacia el rojo. Dado que esas galaxias se están alejando de nosotros en todos los sentidos, nos parece que el Big Bang ocurrió donde se encuentra la Tierra.

Si esto es correcto, entonces estaríamos en una ubicación muy especial. Sin embargo, los científicos no creen que este sea el caso, simplemente porque no creemos que podamos ser tan especiales. En cambio, creemos que se aplica el Principio de Copérnico: esto significa que ningún lugar en el universo es preferido a otro (tal como Nicholas Copernicus una vez argumentó que el sol no giraba alrededor de la tierra). Esto significa que a cualquier observador, donde sea que se encuentre, le parece que todos los objetos en el universo se están alejando de él y como si el Big Bang ocurriera en su ubicación.

La consecuencia de esto es que si un observador ubicado en una galaxia distante mira nuestra galaxia, le parecerá que nos estamos alejando de él y nos alejamos junto con las otras galaxias cercanas a nosotros. Entonces, desde la perspectiva de un observador así, tienes razón en que nos estamos moviendo con el resto del universo.

¿Cómo pueden todas estas cosas ser simultáneamente verdaderas? Bueno, pueden hacerlo, pero nuestra primera idea de cómo se ve el universo debe cambiar un poco. No podemos pensar en el Big Bang como si fuera como una explosión que observamos en la tierra. En cambio, debemos producir una especie de explosión que tuvo lugar en todas partes a la vez. Quizás la forma más fácil de imaginar esto es imaginar el universo como si fuera un globo explotado desde un solo punto, creciendo más y más, pero para que nuestro universo (tridimensional) esté representado por la superficie bidimensional del globo. Hay otras formas de visualizarlo, pero tal modelo significa que un observador en cualquier punto ve que todos los demás puntos se alejan de él.

Simplemente calculando la distancia entre los objetos que nos rodean y los otros objetos, luego calculando sus posiciones se relacionan con nosotros. Una vez que se establece (llamémoslo “momento A”), podemos medirlo varias veces más (los “momentos B, C, D … etc.”). Al comparar esas medidas, si identificamos que entre los “momentos” obtenemos medidas consistentes para los objetos entre ellos, pero diferentes medidas en relación con nosotros y ellos, bueno, significa que todos nos estamos moviendo.

Pero, aquí hay una pregunta que te dejará boquiabierto: si los astrofísicos afirman que los objetos en el Universo no se mueven, pero el universo mismo es lo que se está expandiendo (creando las distancias entre los objetos), ¿cómo es que los objetos chocan por todo el lugar ? Mejor … ¿Cómo es que Milk-way algún día chocará con Andrómeda? No sucedería si los objetos simplemente se alejaran más y más el uno del otro, de manera ordenada, basada en la “expansión media”, ¿verdad?

No hay una respuesta definitiva para tal pregunta que no sea “Dark Matter” y “Dark Energy”, que son los elementos más abundantes en el universo, y las dos cosas responsables de la forma y el comportamiento del Universo (también las dos cosas que no tenemos idea cómo probar, medir, probar o reproducir).

En todas partes en el espacio no se mueve en la misma dirección. Muchas partes se mueven en diferentes direcciones, principalmente hacia afuera.

Nosotros no

Sabemos que la Tierra se está moviendo con respecto al Sol, y sabemos que el Sol se está moviendo con respecto al, por ejemplo, el centro galáctico de la Vía Láctea. La clave aquí es que siempre decimos que algo se está moviendo con respecto a otra cosa. Pero no sabemos si todo se mueve completamente, con una velocidad constante.

Este es el principio de la relatividad galileana. Lo siguiente es del artículo de Wikipedia sobre la invariancia galileana:

“ Galileo Galilei describió por primera vez este principio en 1632 en su Diálogo sobre los dos sistemas mundiales principales utilizando el ejemplo de un barco que viaja a velocidad constante, sin balancearse, en un mar tranquilo; cualquier observador que haga experimentos debajo de la cubierta no podría decirlo si el barco estaba en movimiento o estacionario “.

La misma idea se aplica prácticamente a cualquier cosa.

¡Todo en el espacio NO se mueve en la misma dirección!

Todo se mueve en relación con otras partes del universo. Si traza todos los movimientos perceptibles en el universo, verá que “en general” todo se aleja de nosotros. En un universo en expansión y como resultado del continuo espacio-tiempo, todo parecerá alejarse del observador. ¡Y no, no estamos en el centro del universo! Entonces, básicamente, donde sea que se encuentre en el universo, observará este efecto.

No todo en el espacio se mueve en la misma dirección.
La única forma de saber que nos estamos moviendo es a través del efecto Doppler.
Si 2 objetos se mueven en la misma dirección, la única forma de saber que se está moviendo es si hay algo estacionario paralelo o a lo largo de la trayectoria del movimiento.

En primer lugar, si el sistema está perfectamente cerrado, realmente no podríamos saberlo. Se llama marco de referencia inercial.

En segundo lugar, decir que el espacio se está moviendo en la forma en que creo que estás diciendo que no tiene demasiado sentido. ¿Por qué se mueve el espacio? ¿Más espacio?