Rispondendo alla Domanda, premetto che:

1) L'evoluzione biologica ha strutturato il nostro cervello in modo tale che, spontaneamente, collochiamo le sorgenti delle nostre sensazioni in uno spazio piatto tridimensionale, ordinandole sulla base di un tempo unidimensionale. La parte più semplice della fisica classica (la cinematica) è proprio la fisica di questo "spazio" a 3+1 dimensioni. Occorrono solo due strumenti: il regolo (e, restando sempre a un livello elementare, ci si avvede che lo stesso regolo serve --cosa niente affatto scontata-- per misurare lunghezze, profondità e altezze); e l'orologio (sulla scelta del quale si potrebbero inserire interessanti considerazioni: qui ci limitiamo a citare il nostro articolo The concept of Time in physics, apparso su "Epistemologia" 1, 1978, 263-304, che contiene varie considerazioni su molti aspetti della nostra presente risposta). Per definizione, la quantità fisica lunghezza è quella misurata col regolo; mentre la quantità fisica tempo è quella misurata dall'orologio. Per costruire la meccanica occorrerebbe un nuovo strumento e una nuova "grandezza fondamentale"; per costruire l'elettromagnetismo occorre un ulteriore strumento e un'ulteriore grandezza fondamentale. Sarebbe interessante prestare attenzione anche al numero di "costanti universali" necessarie per costruire le suddette, varie parti della fisica. Da quanto sopra si può intuire, comunque, perché ogni osservatore è associato, in prima istanza e nel caso più semplice, a una terna di assi spaziali, e a un asse temporale.

2) Accingendoci a costruire una teoria fisica, occorre prepararci a formulare Leggi le quali (per l’intersoggettività richiesta alla scienza) valgano non solo per un osservatore, ma per tutta una classe, scelta a priori, di osservatori definiti come "equivalenti". Sia nella fisica classica di Galilei-Newton, sia in quella della relatività ristretta einsteiniana, si sceglie la classe degli osservatori inerziali: ovvero degli osservatori a riposo "rispetto al cielo delle stelle fisse", o in moto relativo rettilineo uniforme.

Il cielo "delle stelle fisse" ovviamente non c'è, ma si può considerare tale, in prima approssimazione, l'insieme delle galassie da noi così lontane che i loro spostamenti non sono apprezzabili per tempi dell'ordine della vita umana (o dell'ordine della nostra memoria storica scritta). Seguendo Mach, ad esempio, si può pensare che alcune proprietà degli oggetti intorno a noi dipendano dalla influenza di tale "cielo" delle stelle fisse.

La Terra è un sistema inerziale? Con la sua velocità di circa 30 km al secondo, ci mette ben 365 giorni a descrivere una rivoluzione intorno al Sole; il Sole ci mette circa 200 milioni di anni a descrivere una circonferenza intorno al centro della nostra galassia, la Via Lattea; e così via. Ovvero, durante periodi dell'ordine di un giorno, la Terra potrebbe considerarsi un sistema di riferimento inerziale. Però la Terra ruota su se stessa, e tale moto di rotazione dura solo 24 ore! Quindi, un laboratorio terrestre può considerarsi come un riferimento inerziale solo se l'esperimento dura meno di un'ora...

A un livello di minore precisione, si possono considerare come "fisse" anche le stelle (non le "stelle" corrispondenti a pianeti,  quali Venere o Marte): tutte le stelle a noi visibili, tranne in casi eccezionali, appartengono alla nostra Via Lattea: esse a priori possono distare da noi da pochi anni luce a quasi centomila anni luce (la galassia propriamente detta a noi più vicina, Andromeda, dista circa 2 milioni di anni luce; mentre la più lontana finora rilevata sembra distare più di dieci miliardi di anni luce).

Per costruire una terna di assi "cartesiani", da associare a un riferimento inerziale, si può prendere la nostra posizione come origine O degli assi, e scegliere poi tre "stelle fisse" alle quali mandare idealmente da noi le tre linee rette indeformabili x, y, z (ciò costituisce una procedura alquanto grossolana, ma accettabile dato che per distanze e tempi non troppo grandi spazio e tempo ci appaiono come piatti: il tempo essendo omogeneo, e lo spazio tanto omogeneo quanto isotropo).