Jaka jest najgorętsza rzecz we wszechświecie?

Prosto od mojego 7-latka do ciebie, dokładnie to, co napisano na okładce:

Jaka jest najgorętsza rzecz we wszechświecie?

Aby uczynić go stosem przyjaznym do wymiany, dodam następujące zastrzeżenia:

• powinien być ograniczony, jak w rzeczywistym zwartym obiekcie, klasie obiektów lub części obiektu
• powinno być obserwowalne
• powinien to być obiekt astronomiczny, tzn. plazma kwarkowo-gluonowa powstająca w wyniku zderzeń w Wielkim Zderzaczu Hadronów się nie liczy.

Dzięki, Bruce

Energetyczne neutrina obserwowano z rdzenia supernowej ( SN 1987A ). Wnioskowana temperatura w „neutrinosferze” wynosi około 4 MeV (co odpowiada 50 miliardom K - ( K, Valentim i in. 2017 ). Stąd można to zaobserwować i zaobserwować.$5\times 10^{10}$

Sam środek gwiazdy proto-neutronowej, który jest odpowiedzialny za emisję neutrin, prawdopodobnie będzie dwa lub więcej razy gorętszy, ale nie można go zaobserwować, nawet w przypadku neutrin, ponieważ „neutrinosfera” jest nieprzezroczysta dla neutrin. Do czasu „wyczyszczenia” gwiazda proto-neutronowa jest znacznie chłodniejsza - jej powierzchnia byłaby o rząd wielkości chłodniejsza.

Prawdopodobnie moglibyśmy zbadać samo jądro supernowej za pomocą fal grawitacyjnych, gdyby ktoś wybuchł w naszej Galaktyce. Czy to się liczy jako „obserwowanie” gorącego obiektu, nie jestem pewien.

W podobny sposób zaobserwowaliśmy „kilonovę”, która wydaje się być wynikiem połączenia dwóch gwiazd neutronowych. Temperatury generowane podczas tych zdarzeń prawdopodobnie będą rzędu 100 miliardów K ( K), ale znowu te temperatury nie są obserwowane bezpośrednio - fale grawitacyjne i promienie gamma wytwarzane podczas tych zdarzeń są powodowane przez mechanizmy termiczne.$10^{11}$

Zauważ, że chociaż nie zaobserwowaliśmy niczego nawet blisko, istnieje teoretyczna Gorąca Absolutna wzdłuż linii zera absolutnego. Jego teoretyczna wartość to ~ Kelvin. Powyżej tej temperatury niemożliwe byłoby pompowanie większej ilości energii do systemu, nawet grawitacyjnie.$1.416 \cdot 10^{32}$

To daje górną granicę maksymalnej temperatury, którą moglibyśmy zmierzyć.

Jeśli wykluczasz Wielki Wybuch, wówczas najbardziej ekstremalnymi uwolnieniami energii w naszym wszechświecie powinny być przypadki niekontrolowanego zapadania się grawitacji. W ogólnej teorii względności istnieje rygorystyczne twierdzenie (twierdzenie o osobliwości Penrose'a) wykazujące, że generalnie doprowadzą one do powstania osobliwości. W celu realistycznego zapadania się grawitacji oczekuje się, że w końcowym stanie tego procesu będzie istniała czarna dziura, która ma horyzont zdarzeń otaczający pewien określony typ osobliwości opisany jako kosmiczny, a nie silną osobliwość krzywizny (nie scs).

Jednak podczas początkowego procesu powstawania czarnej dziury nie do końca ustalono, jaki rodzaj osobliwości byś miał. Może być bardziej podobny do czasu niż kosmiczny, może być scs, a nawet może nie być otoczony horyzontem zdarzeń (co naruszałoby hipotezę kosmicznej cenzury - ale nie wiemy, czy CCH jest prawdą, czy nawet najlepszym sposobem na oświadcz). Jeśli jest to scs, wówczas ogólna teoria względności przewiduje, że nieskończona materia zostanie nieskończenie ściśnięta, a zatem prawdopodobnie podgrzana do nieskończonej temperatury. GR jest klasyczną teorią, więc prawdopodobnie należy to interpretować jako stwierdzenie, że scs podgrzałoby materię do temperatury Plancka.

Jeśli więc obserwator miałby wskoczyć do czarnej dziury podczas formowania początkowego, a jeśli obserwator byłby w stanie wytrzymać temperatury, mogliby otrzymać milisekundę, podczas której mogliby obserwować, jak otaczająca ich materia rozgrzewa się do bardzo wysokich temperatur. To, czy temperatury te wzrosną do temperatury Plancka, nie jest tak naprawdę znane (prawdopodobnie nie) i czy którekolwiek z nich można zaobserwować z daleka, bez samobójstwa, nie jest tak naprawdę znane (ale prawdopodobnie nie).

Prosto od mojego 7-latka do ciebie, dokładnie to, co napisano na okładce: jaka jest najgorętsza rzecz we wszechświecie?

Na tym poziomie naukowcy nie są do końca pewni, ale myślą, że jeśli wskoczysz do czarnej dziury podczas narodzin, możesz zobaczyć materię nagrzaną do ekstremalnie wysokich temperatur, prawdopodobnie gorętszych niż cokolwiek innego. jeszcze we wszechświecie od Wielkiego Wybuchu.