Có thể một số ngôi sao đã là hố đen nhưng chúng ta thấy ánh sáng phát ra từ trước khi trở thành lỗ đen?

Đối với những ngôi sao mà chúng ta thấy đang đốt nhiên liệu với tốc độ nhanh, rất sáng, (hoặc bất kỳ ngôi sao nào cho vấn đề đó ở rất xa chúng ta) có thể chúng đã là những lỗ đen (những cái đủ lớn) và chúng ta chỉ là nhìn thấy ánh sáng phát ra trong pha chính của nó? Vì vậy, nếu vậy, có an toàn không khi nói rằng hầu hết các ngôi sao đã chết mà chúng ta thấy?

Chỉnh sửa: Tôi đánh giá cao tất cả các câu trả lời. Đây là một bài đọc hấp dẫn. Tôi cũng ghét phải chọn một "câu trả lời" khi tôi lượm lặt thứ gì đó từ tất cả chúng.

Nó phụ thuộc vào những gì bạn có nghĩa là "nhìn thấy". Tôi cho rằng bạn có nghĩa là bằng mắt thường. Hãy thực hiện một số tính toán sơ bộ để ước tính tỷ lệ cược.

Ngôi sao đơn lẻ xa nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường là Deneb , khoảng cách ước tính khoảng 1550 năm ánh sáng. Hầu hết các ngôi sao có thể nhìn thấy bằng mắt thường gần hơn nhiều. Vì ngay cả loại ngôi sao hình thành lỗ đen tồn tại vài triệu năm, chúng ta có thể hy vọng có lẽ một ngôi sao đủ lớn trong một ngàn người đã hình thành một lỗ đen trong thời gian ánh sáng của chúng chiếu vào chúng ta.

Có khoảng 5000 ngôi sao có thể nhìn thấy bằng mắt thường trong điều kiện tốt, nhưng chỉ một trăm hoặc đủ lớn để tạo thành các lỗ đen. Vì vậy, trên cơ sở đó, tỷ lệ cược là có nhiều nhất một ngôi sao như vậy, và có lẽ không có.

Để ước tính điều này theo cách khác, hãy xem xét rằng trung bình có một siêu tân tinh trong một thiên hà mỗi thế kỷ . So sánh khoảng cách với ngôi sao nhìn thấy xa nhất với đường kính của thiên hà mà tôi ước tính chúng ta có thể nhìn thấy nhiều nhất là 1/2500 của Dải Ngân hà, vì vậy chúng ta chỉ mong đợi một ngôi sao có thể nhìn thấy sẽ đi siêu tân tinh sau mỗi 250.000 năm. Chia theo khoảng cách trong những năm ánh sáng đến những ngôi sao nhìn thấy xa nhất, chúng ta chỉ có khoảng một cơ hội trong một trăm ngôi sao có thể nhìn thấy đã đi siêu tân tinh trong thời gian ánh sáng của chúng chiếu tới chúng ta.

Một điều lưu ý là tôi đã nhận được những số liệu này từ các nguồn khác nhau, dựa trên các tìm kiếm của Google. Tuy nhiên, dường như rõ ràng là tỷ lệ cược không tốt. Hy vọng một trong những chuyên gia có thể cung cấp dữ liệu tốt hơn.

Không, tôi nghĩ rằng hầu hết các ngôi sao đủ lớn để tạo thành các lỗ đen, cần vài triệu năm để làm như vậy từ khi sinh ra cho đến khi chết. Vì chúng ta chỉ có thể nhìn thấy các ngôi sao trong Dải Ngân hà cách xa vài chục nghìn năm ánh sáng, nên chỉ có khoảng 1% trong số chúng bị sụp xuống một lỗ đen vì chúng phát ra ánh sáng mà chúng ta thấy bây giờ.

Nhưng nhiều ngôi sao khổng lồ cùng loại được quan sát thấy trong thiên hà Andromeda, cách xa hơn 2 triệu năm ánh sáng, có thể đã biến thành hố đen "ngày nay". Bởi vì thời gian đi lại nhẹ nhàng của họ tương đương với cuộc sống của họ. Nếu người ta có thể quan sát những ngôi sao khổng lồ trẻ như vậy cách xa hơn 0,1 tỷ năm ánh sáng, người ta có thể tự tin nói rằng TẤT CẢ chúng đã biến thành hố đen khi ánh sáng của cuộc sống sao trước đây đến với chúng ta.

Có thể nói rằng một số lượng lớn các ngôi sao chúng ta thấy đã chết ngày hôm nay là an toàn. Không gian là vô hạn nên có một giả định an toàn rằng có những ngôi sao cách xa hơn một tỷ năm ánh sáng mà không sống được một tỷ năm. Do đó, họ sẽ chết trước khi ánh sáng đến Trái đất. Ngoài ra, khối lượng của ngôi sao càng lớn thì nó càng đốt cháy nhiên liệu nhanh hơn, vì vậy những ngôi sao sẽ trở thành hố đen ít có khả năng vẫn còn sống. Tôi không có ví dụ cụ thể về các ngôi sao có khả năng trở thành hố đen trong "tương lai" nhưng nó cực kỳ có khả năng. Tôi đặt tương lai vào dấu ngoặc kép vì nó đã xảy ra cách đây 500 triệu năm nhưng ngôi sao cách xa 501 triệu năm ánh sáng nên thực tế là nó đang sụp đổ vào một lỗ đen sẽ không đến với chúng ta trong một triệu năm nữa. Thật khó để giải thích về mặt khái niệm.

Ví dụ: Sao A cách xa 400 triệu năm ánh sáng. Điều này có nghĩa là phải mất 400 triệu năm để ánh sáng đến đây. Chúng ta đang nhìn thấy ngôi sao như 400 triệu năm trước. Nếu Sao A chính thức "hình thành" (bắt đầu hợp nhất trong lõi của nó) 350 triệu năm trước và sụp đổ vào hố đen 10 triệu năm trước, chúng ta sẽ không nhìn thấy ánh sáng từ ngôi sao ở nơi đầu tiên, nhưng nó sẽ là một màu đen hố. Trong 50 triệu năm chúng ta sẽ thấy ngôi sao bắt đầu hình thành và trong 390 triệu năm chúng ta sẽ thấy ngôi sao sụp đổ thành một lỗ đen.

https://xkcd.com/1342/ và http://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/1342:_Anellect_Stars

https://xkcd.com/1440/ và http://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/1440:_Geese

có thể là chúng đã là những lỗ đen (những cái đủ lớn) và chúng ta chỉ thấy ánh sáng phát ra trong pha chính của nó?

Đối với một số ngôi sao, có nó có thể. Có một số ngôi sao nhất định mà chúng ta có thể quan sát riêng lẻ và chúng ta tin rằng có thể đi siêu tân tinh nhiều hơn hoặc ít hơn bất cứ lúc nào. Betelgeuse có lẽ là ví dụ nổi tiếng nhất. Cách đó 640 năm ánh sáng, nó có thể đi siêu tân tinh loại II bất cứ lúc nào (dự kiến ​​trong vòng một triệu năm tới, nhưng có thể hình dung có thể xảy ra trong vòng 640 năm tới khi chúng ta quan sát, như vậy nó đã xảy ra). Nó có thể trở thành một lỗ đen khi nó xảy ra (mặc dù một ngôi sao neutron đơn thuần cũng có trên các lá bài, tôi tin, và có lẽ nhiều khả năng hơn).

Hơn nữa, khi chúng ta quan sát một thiên hà xa xôi, chắc chắn (theo như lý thuyết của chúng ta có liên quan) rằng một số ngôi sao đóng góp vào ánh sáng từ thiên hà đó đã trở thành hố đen. Tuy nhiên, vì chúng ta không giải quyết các ngôi sao riêng lẻ trong các thiên hà đó ngay cả với các kính thiên văn tốt nhất của chúng ta, bạn có thể tranh luận liệu chúng ta có "nhìn thấy" các ngôi sao hay không.

Có an toàn không khi nói rằng hầu hết các ngôi sao đã chết mà chúng ta thấy?

Các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta, Dải Ngân hà, không. Chỉ khoảng 100 nghìn năm ánh sáng, nó chứa 100 tỷ - 1 nghìn tỷ ngôi sao, trong đó chúng ta chỉ có thể "nhìn thấy" một tỷ lệ nhỏ. Hầu hết những người rất gần, xa nhất khoảng 1500 năm ánh sáng, và hầu hết những người đó không phải là ứng cử viên siêu tân tinh, chứ đừng nói đến các ứng cử viên lỗ đen. Ngay cả khi cho phép các kính thiên văn tốt nhất của chúng tôi, chúng tôi vẫn chỉ giải quyết một tỷ lệ nhỏ các ngôi sao riêng lẻ.

Thiên hà có thể trải nghiệm khoảng một siêu tân tinh cứ sau 50 - 100 năm. Vì vậy, ngay cả khi tất cả những ngôi sao đó là những ngôi sao có thể nhìn thấy (mà chúng không phải: ngay cả những ngôi sao lớn nhất trong thiên hà, chỉ có thể nhìn thấy một tỷ lệ nhỏ bằng mắt thường) và tất cả các siêu tân tinh đều dẫn đến các lỗ đen (mà chúng không ' t), sau đó, nhiều nhất là 15-30 ngôi sao có thể nhìn thấy bằng mắt thường có thể là các lỗ đen và chỉ có tối đa 1000-2000 ngôi sao trong toàn bộ thiên hà, bất kể tầm nhìn trong khoảng thời gian giữa siêu tân tinh và trái đất đi vào tương lai nón ánh sáng của siêu tân tinh đó. Giới hạn cực kỳ lỏng lẻo này không có nghĩa là "hầu hết các ngôi sao mà chúng ta thấy", và trên thực tế, rất có thể không có ngôi sao nào bạn nhìn thấy khi nhìn lên bầu trời đêm là những hố đen. Nó có thể là không ai trong số họ sẽ được.

Cũng không chắc rằng bất kỳ ngôi sao nào bạn quan sát bằng mắt thường đều đã chết, vì tuổi thọ của chúng là từ 10 triệu năm (đối với lớn nhất) đến hàng tỷ năm và khoảng cách của chúng từ trái đất là 1500 năm ánh sáng hoặc ít hơn. Nhưng có một vài ngôi sao, như Betelgeuse, mà chúng ta biết đang ở gần cuối đời và do đó có thể "đã chết" theo nghĩa này.

Sử dụng kính viễn vọng, chúng ta có thể thấy một số ngôi sao riêng lẻ trong các thiên hà gần đó, hoặc ít nhất là gián tiếp quan sát chúng vì chúng đang chiếu sáng tinh vân mà chúng ta thấy, cách xa vài chục triệu năm ánh sáng (chúng có xu hướng là siêu sao xanh ). Trong số này, những người dĩ nhiên biến thành hố đen có thể có tuổi thọ nhỏ hơn hoặc bằng khoảng cách của họ với chúng ta. Không nhất thiết là tất cả hoặc thậm chí hầu hết trong số chúng đều trở thành hố đen, tôi không chắc những ngôi sao nào trong câu hỏi điển hình, nhưng đối với những ngôi sao đó, bạn có thể nói rằng nhiều hoặc hầu hết đều là hố đen. Những ngôi sao được giải quyết riêng lẻ xa nhất đều chết theo cách này hay cách khác.

Nếu bạn cho phép chúng tôi "nhìn thấy" từng ngôi sao trong một thiên hà rất xa, mặc dù chúng tôi không thể giải quyết bất kỳ ai trong số chúng trước khi chúng siêu tân tinh, thì các con số sẽ thay đổi một lần nữa, nhưng bản năng của tôi không phải là "nhất" vũ trụ quan sát được đã sụp đổ thành các lỗ đen. Nhưng các ngôi sao có thể đã chết mặc dù chúng không phải là hố đen. Chúng ta có thể thấy các thiên hà cách xa hơn 10 tỷ năm ánh sáng, tức là toàn bộ vòng đời của một ngôi sao như Mặt trời. Tuy nhiên, để đưa ra "hầu hết", trước tiên bạn phải đồng ý những gì được coi là một ngôi sao và thứ hai là khảo sát những loại sao mà các thiên hà đó chứa. Nếu cuối cùng bạn kết luận rằng hầu hết các ngôi sao là (bằng cách so sánh với Mặt trời) những thứ nhỏ bé màu nâu đỏ với tuổi thọ trong hàng chục tỷ năm, thì hầu hết các ngôi sao đều phát sinh '

Lưu ý rằng trong thuyết tương đối đặc biệt, khái niệm "đồng thời" hơi khó xác định. Nhưng tôi đã tuân theo quy ước rằng nếu một thứ gì đó cách xa X năm, thì bất cứ điều gì chúng ta quan sát được từ đó đến nay từ X đến nay, đã "đã xảy ra". Chúng tôi không nhất thiết có quyền từ nơi chúng tôi đang đứng để nói rằng điều đó "đã xảy ra", vì nó không nằm trong hình nón ánh sáng trong quá khứ của chúng tôi, nhưng đủ tốt :-)

Không phải tất cả các ngôi sao chết đều trở thành hố đen. Chỉ những người thực sự, thực sự đồ sộ, những "người khổng lồ" mà họ gọi họ. Chúng rất hiếm. Không có ngôi sao nào có thể nhìn thấy bằng mắt thường từ Trái đất đủ lớn để trở thành hố đen. Các nhà khoa học có thể cho biết khối lượng của một ngôi sao bằng sơ đồ Hertzsprung sàn Russell.

Đó là một kịch bản có thể xảy ra, tuy nhiên, không phải trên Trái đất.

Điều đó là có thể bởi vì ánh sáng phát ra từ một ngôi sao sống sẽ truyền đi mãi mãi cho đến khi nó bị hấp thụ bởi vật chất trên đường đi của nó. Vì vậy, một ngôi sao có thể bị chết vì các eons trước khi ánh sáng cuối cùng bị hấp thụ bởi một thứ gì đó giống như một hành tinh ngoài hành tinh và đôi mắt của người ngoài hành tinh xa và rất lâu sau khi ngôi sao mang ánh sáng đã đạt đến trạng thái lỗ đen. Nó chỉ cụ thể theo tình huống của Trái đất, các ngôi sao nhìn thấy không phải là các lỗ đen vì khối lượng của chúng không đủ lớn.

Điều đó là có thể. Giả sử loài người hình thành cách đây 195.000 năm (tìm thấy hóa thạch hình người lâu đời nhất) và một ngôi sao rất lớn gần 195.000 năm ánh sáng đã đi siêu tân tinh hoặc thậm chí nổ tung vào một lỗ đen trong 195000 năm, có khả năng một số người có thể nhìn thấy nó. Trong lịch sử mọi người đã ghi nhận việc nhìn thấy các siêu tân tinh trong quá khứ và nếu bất kỳ ai trong số đó có thể là những ngôi sao đủ lớn, thì đó có thể là sự hình thành lỗ đen đã được chứng kiến. Tuy nhiên, không có lỗ đen nào nằm trong các khu vực được mô tả bởi các mô tả của các nhân chứng nhưng việc nhìn thấy một cái là có thể, chỉ hy vọng nó không gần với hệ thống của chúng tôi. GRB kết quả có thể làm hỏng ngày của bạn.