Jaki jest najszybciej poruszający się obiekt we wszechświecie?

Wiemy, że nic nie może mieć właściwych prędkości większych niż prędkość światła w próżni. Ale czy są jakieś obiekty w kosmosie, które się do niego zbliżają? Jakieś komety lub inne przedmioty wyrzucone przez grawitację lub wybuchy supernowych, które zostały zrzucone do niewiarygodnych prędkości?

Odpowiedź na to jest zaskakująca:

Jesteśmy.

I wiele (jeśli nie wszystkie) inne galaktyki.

I poruszają się szybciej niż światło.

Widzicie, wszechświat rozszerza się w przyspieszającym tempie . Sam materiał czasoprzestrzeni rozciąga się, tak że galaktyki wydają się oddalać od siebie. Interesujące jest to, że względność nie zabrania ich odsuwania się szybciej niż światło. Podczas gdy lokalna przestrzeń jest płaska, a lokalna prędkość światła musi być utrzymana, nie musi to być utrzymywane w skali globalnej, więc możliwe jest posiadanie ram, które oddalają się od siebie szybciej niż . Rzeczywiście, istnieją galaktyki, które oddalają się od nas szybciej niż światło ( jedynym powodem, dla którego je widzimy, jest to, że były bliżej i poruszały się z mniejszą prędkością$c$). Każda para galaktyk oddalona od siebie o 4200 Mpc (tj. Z przesunięciem w dół o 1,4), odsuwa się od siebie szybciej niż światło w swoich ramkach (liczby skradzione z połączonej strony).

Ponieważ jedyny spójny sposób mówienia o ruchu jest względny, można powiedzieć, że oddalamy się od innych galaktyk szybciej niż światło, ponieważ odwrotność jest również prawdą. Może to umieścić galaktyki w wiadrze najszybciej poruszających się obiektów we wszechświecie. Co do tego, co jest najszybsze, nie wiem, musielibyśmy znaleźć parę galaktyk, które są najdalej od siebie oddalone (oczywiście odległość mierzona w ramce galaktyki), ale ponieważ wszechświat jest prawdopodobnie czymś więcej niż obserwujemy ¹ , nie możemy wskazać pary galaktyk, dla których jest to prawdą.

Dla tych, którzy myślą, że oszustwo ² powoduje zwarcie pytania przy ekspansji kosmicznej, istnieją inne obiekty, które poruszają się szybciej niż światło (choć nie są to najszybsze obiekty we wszechświecie), i można je znaleźć na dobrych Ziemia.

Elektrony :

W basenach chłodniczych reaktorów jądrowych ³ mamy zjawisko znane jako promieniowanie Cerenkova . Zasadniczo emitowane cząstki beta poruszają się szybciej niż prędkość światła w wodzie. Tworzy to efekt podobnego pochodzenia jak boom dźwiękowy, w którym silne światło emanuje z medium.

Co? Myślisz, że znów oszukuję ² , umieszczając wszystko w stosunku do prędkości światła na medium?

W porządku Oto kilka szybkich obiektów, które nie wymagają szybkiego rozszerzenia przestrzeni, ani nie wymagają żadnej sztuczki semantyki, w której nie wspomniano o medium, w którym są mierzone. Wiele zostało już wspomnianych przez astromax.

• Tachyony : są to cząstki, które poruszają się szybciej niż- nie narusza to względności, o ile nigdy nie zwalniają do prędkości podświatłowych. Jednak nie ma na to wiele (jakichkolwiek?) Dowodów eksperymentalnych. Jednak wiele modeli BSM przewiduje ich istnienie. Więc nadal jest tu pewne oszustwo, dotyczące materii bradyonowej:$c$

• Gluony : Są bezmasowe i chociaż nie występują swobodnie (z wyjątkiem być może w kulkach do klejenia , chociaż najprawdopodobniej mają masę), podróżują w . Ale nie mogą się one poruszać z żadną inną prędkością, więc znowu jest to nieco oszustwo. W sprawie fermionicznej:$c$

• Neutrina : teraz są to zdolni kandydaci. Wiadomo, że neutrino elektronowe ma bardzo, bardzo małą masę (mamy do tego górną granicę, co daje), w wyniku czego może łatwo osiągnąć bardzo duże prędkości. Umieść go w polu grawitacyjnym, a będzie jeszcze szybsze. Jeśli jednak potrzebujesz obiektów makroskopowych:

• Rzeczy wirujące wokół wirujących czarnych dziur : Czarne dziury mają silne pole grawitacyjne, a podczas obracania się mogą nadawać moment pędu (jego dużą część) pobliskim obiektom, takim jak dyski akrecyjne. Obiekty w pobliżu czarnej dziury są przyspieszane do całkiem dużych prędkości. W rzeczywistości, jeśli obiekt znajduje się w ergosferze , porusza się szybciej niż światło z punktu widzenia pewnych ram odniesienia.
• Rzeczy wpadające do czarnych dziur : Z odległej ramki obiekt przyspiesza i zbliża się do prędkości światła, gdy zbliża się do horyzontu czarnej dziury. Tutaj można osiągnąć arbitralnie duże prędkości ograniczone przez .$c$
• Strumienie plazmy z czarnymi dziurami: Strumienie wyrzucane z czarnych dziur mogą być bardzo szybkie względem siebie.

^{1. Z powodu kosmicznej ekspansji mogą istnieć galaktyki, które nie są już dla nas widoczne. Niektóre galaktyki mogą nigdy nie być dla nas widoczne, jeśli zaczniemy obserwować, od kiedy galaktyki zaczęły się formować.}

^{2. Ja, na przykład, zgadzam się z tobą.}

^{3. I inne miejsca, w których masywne cząsteczki są emitowane bardzo szybko do medium}

Jest też inna cząstka mediatora, która porusza się z prędkością światła inną niż foton. To jest gluon , który jest cząstką wymienną dla silnej siły. Dziwną rzeczą związaną z gluonem jest to, że sam nigdy nie jest widziany (to znaczy poza zbiorami innych gluonów).

Ponadto, chociaż neutriny zrobić w rzeczywistości mieć masę, są obojętne cząstki. Mówię o tym dlatego, że w eksplozjach supernowych neutrina mogą w pewnych okolicznościach dotrzeć przed fotonami - nie wchodzą w interakcje z naładowanymi cząsteczkami. Ponadto, ponieważ są one słabo oddziałującymi cząsteczkami, przechodzą przez znaczne ilości masy (mianowicie pyłu i gazu), zanim może dojść do interakcji. Oznacza to, że jeśli wykryjesz neutrina pochodzące z supernowej, może potencjalnie dać ci wczesne ostrzeżenie, że wkrótce nadejdą fotony. To dałoby ci czas na zmierzenie jego krzywej światła (patrz: SNEWS: System wczesnego ostrzegania SuperNova ).

W astrofizyce jest wiele szybko poruszających się obiektów.

$M$$r_{g}=\dfrac{2GM}{c^2}$$\alpha r_{g}$$\alpha>1$$v$$v=\sqrt{\dfrac{GM}{\alpha r_g}}=\dfrac{c}{\sqrt{2\alpha}}$

$\alpha<3$

Niemniej powyższy wniosek jest prawidłowy: w polu czarnych dziur nietknięte obiekty mogą uzyskać prędkości relatywistyczne, które są porównywalne z prędkością światła .

Istnieje wiele fizycznych przykładów takich układów: podwójnie rozpadające się czarne dziury, czarne dziury łączące się z gwiazdami neutronowymi, supermasywne czarne dziury i białe karły itp. Chociaż wszystkie te układy są doprowadzane do ostatecznego połączenia z relatywistycznymi prędkościami, trudno jest którekolwiek z ich elementy, które zostaną wysunięte i staną się swobodnie pływające. O ile mi wiadomo, nie ma znanych swobodnie unoszących się relatywistycznych ciał astrofizycznych, ale niektóre z nich rzeczywiście są prawdopodobnie wytwarzane z kawałków materiału wyrzucanych z umiarkowanie relatywistycznymi prędkościami podczas połączeń z czarnymi dziurami.

Inną rzadką możliwością jest posiadanie zwartego układu podwójnego w dziedzinie supermasywnej czarnej dziury, która jest zakłócana z powodu interakcji z nią. Jednak prawdopodobieństwo takiego zakłócenia, gdy kompaktowy plik binarny ma się wkrótce scalić, jest znikomo niskie.

Inną wszechobecną klasą obiektów są strumienie relatywistyczne, które są ultrarelatywistycznymi strumieniami plazmy, wytwarzanymi głównie, gdy dochodzi do akrecji na czarnej dziurze. Cząstki w takich strumieniach poruszają się z bardzo relatywistycznymi prędkościami, chociaż dokładna natura powstawania strumieni nie jest jeszcze do końca poznana. Wreszcie, w tle znajduje się wiele cząstek relatywistycznych, takich jak cząstki promienia kosmicznego i neutrina.

$10^9 K$

Wreszcie, na wystarczająco wczesnych etapach Wielkiego Wybuchu, absolutnie wszystko we Wszechświecie poruszało się relatywistycznie!

Edycja : Kilka innych rzeczy, które przyszły mi do głowy: 1) Sztuczne wiązki cząstek w akceleratorach cząstek są relatywistycznymi, makroskopowymi, ale nie astrofizycznymi obiektami. 2) Jeśli istnieje inteligentne życie we Wszechświecie, mogło ono również wytworzyć relatywistyczne obiekty o skali makroskopowej, ale znowu prawdopodobnie nie astrofizycznej (jak statki kosmiczne).

5/2013 Myślałem:

Jeśli ktoś przejdzie do pytania - otrzymasz ziemskie odpowiedzi: gepard, samochody, samoloty. Chciałem wiedzieć we wszechświecie. Myślałem o „eksperymencie myślowym” drabiny poruszającej się z prędkością światła, która kurczy się wystarczająco, by zmieścić się w zbyt małym garażu. Rozumowałem, że jeśli we Wszechświecie NIE ma masy makro (jak drabiny) zbliżającej się do prędkości światła, jaki jest sens eksperymentu myślowego z drabiną?

Potem przeczytałem o tym, jak szybko NGC 1365 wiruje: „wiruje tak szybko, że jego powierzchnia porusza się z prędkością prawie prędkości światła”. Informacja prasowa: 2013-07, 27.02.2013 01:00:00 PM EST

Ogólnie wiadomo, że przesunięcie masy do prędkości światła wymagałoby nieskończonej energii. Uznałem, że właśnie dlatego powszechnie słyszy się o bezmasowych cząsteczkach poruszających się z prędkością światła (fotony i?). Ale teraz mamy NGC 1365 wirującą z prawie prędkością światła, z dwoma liczbami masy i spinem. Nie jestem pewien, co to jest „prawie” - powiedzmy 90% lub?

Mimo że mówimy o prędkości wirowania, jednak przy średnicy 2 milionów mil, ta czarna dziura NGC 1365 z masą jest z pewnością najszybszą masą prędkości, o jakiej wiemy we wszechświecie, prawda?

Rozumiem: artykuł mówi „Wyobraź sobie kulę o średnicy większej niż 2 miliony mil” - ten opis to jej średnica, D = 2 000 000 mil lub 3 218 688 km.

Obwód tego obiektu wynosi Pi x D = 3,14 x 3281688 km = 10 106 680,32 km.

Ciekawym pytaniem jest, jak to jest dla obiektu, który leży na stycznej do obwodu [„obwód” oznacza „najbardziej wewnętrzną stabilną orbitę kołową”, w punkcie wspólnym z linią i najbardziej wewnętrzną stabilną orbitą kołową]. Tracę ścieżkę, jeśli podnosi to dokładność vs. Obiekt o średnicy 2 000 000 mil jest „punktem” na najbardziej wewnętrznej stabilnej orbicie kołowej równej naczepie, małym samochodzie, lodówce, książce, marmurze, cząsteczce lub atomowi ???

Niezależnie od wielkości masy w tym punkcie, styczna do najbardziej wewnętrznej stabilnej orbity kołowej opisuje asymptotę o długości „makro”. Ruch masy wzdłuż tej asymptoty wyjaśnia jej prędkość, linię prostą. Stąd musi to być najwyższa prędkość, linia prosta, a nie kątowa, masa, jaką znamy we wszechświecie. DOBRZE??? Czy prędkość kątowa w stosunku do linii prostej ma znaczenie (ma efekt) w dużym obiekcie. Jesteśmy na wirującej planecie i nie zauważamy jej prędkości.

dzięki, JMc

Najszybsze gwiazdy nadpobudliwości mają wynieść około 900 km / s 2 miliony mil na godzinę https://www.space.com/19748-hypervelocity-stars-milky-way.html

Kwazary są oczywistym przykładem materii o prędkości bliskiej prędkości światła.

Kiedy przyspieszona materia w wiązce zbliża się do prędkości światła, strumienie astrofizyczne stają się strumieniami relatywistycznymi, ponieważ wykazują efekty ze specjalnej teorii względności.

https://en.wikipedia.org/wiki/Astrophysical_jet