Tại sao tất cả các quasar rất xa?


13

Tại sao tất cả các quasar rất xa?

Nếu vũ trụ là đồng nhất, chúng ta có thể mong đợi có sự phân bố đồng nhất các quasar, nhưng tất cả sau đó dường như cách xa Trái đất. Tại sao vậy?

Câu trả lời:


8

Thảo luận về Nguyên lý Vũ trụ ở trên rất phù hợp, nhưng có thể đó là một ứng dụng (yếu) của nguyên lý nhân học - nói cách khác, nếu chúng ta ở trong một khu vực của các hiện tượng vật lý cực kỳ mạnh mẽ, như là chuẩn tinh, chúng ta sẽ không có khả năng tồn tại - như bằng chứng cho thấy rằng sự phát triển của cuộc sống thông minh cần một thời gian đáng kể và các sự kiện có năng lượng cao có khả năng phá vỡ điều đó.


Bạn đề nghị rằng khu vực không gian của chúng ta tình cờ có ít quasar hơn và vì thế rất thân thiện với cuộc sống. Điều đó có nghĩa là các khu vực khác của không gian sẽ có nhiều quasar hơn khu vực địa phương của chúng ta khi được quan sát ở cùng thời đại vũ trụ . Một ý tưởng thú vị, nhưng chưa thể kiểm chứng, vì giả sử Vụ nổ lớn cách đây 13,8 tỷ năm, chúng ta chỉ đơn giản là không thể nhìn thấy các vùng không gian hơn 12,8 tỷ năm tuổi trừ khi chúng ở trong vòng 1 tỷ năm ánh sáng.
Keith Thompson

1
Nhưng các quan sát về phân phối chuẩn tinh có thể được chiếu sáng. Nếu các quasar gần đó rất hiếm vì các quasar rất hiếm, thì vùng hiếm có nên là một hình cầu tập trung vào chúng ta; nếu ngẫu nhiên, nhiều khả năng nó sẽ có hình dạng khác, và cũng có thể có các khu vực khác có vài chuẩn tinh.
Keith Thompson

Bạn đúng rồi. Tôi không nên sử dụng từ "có khả năng" mà là "có thể" và sẽ chỉnh sửa nó để phản ánh điều đó.
adrianmcmenamin 18/2/2015

+1 vì thú vị. Bạn đang nói một cách hiệu quả rằng nguyên tắc vũ trụ có thể không áp dụng trên quy mô trung gian. Tôi nghi ngờ rằng tác động lên chúng ta của các quasar ở mức sẽ không đáng kể? Câu trả lời của bạn tôi nghĩ nhiều khả năng là một câu trả lời cho lý do tại sao thiên hà của chúng ta không phải là AGN? 0,1<z<0,5
Rob Jeffries

2
Bạn chắc chắn không muốn trở thành trong thiên hà tương tự như một quasar, nhưng họ không nguy hiểm. Nếu Andromeda đi theo chuẩn tinh, chúng tôi sẽ ổn. . Chỉ là một ngôi sao sáng. Không có thăm dò. Các quasar chỉ đơn giản là không khử trùng một khối lượng không gian đủ lớn để tranh luận này có hiệu lực.
Mark Olson

20

Về cơ bản có hai lý do.

Đầu tiên, quasar là những vật thể hiếm, vì vậy mặc dù chúng được phân phối đồng nhất trên quy mô lớn, khoảng cách trung bình là lớn. Hơn nữa, các quasar sáng nhất thậm chí còn hiếm hơn, nhưng có thể nhìn thấy khoảng cách lớn, do đó khoảng cách trung bình của chúng thậm chí còn lớn hơn.

Thứ hai, hầu hết các chuẩn tinh là hoạt động mạnh nhất ở dịch chuyển đỏ . Điều này được cho là bởi vì hoạt động quasar được kích hoạt bởi sự hợp nhất thiên hà, đưa khí vào các trung tâm thiên hà để các lỗ đen siêu lớn có thể được cho ăn. Sự hợp nhất thiên hà và sự hình thành sao đạt cực đại ở z 2 .z~2z~2

Cuối cùng, có một số sai lệch trong ý nghĩa rằng các nhà thiên văn học đang tìm kiếm các vật thể ở xa nhất (và do đó lâu đời nhất), bởi vì chúng thú vị hơn các vật thể gần đó khi tìm hiểu về lịch sử hình thành của vũ trụ.


Tôi nghi ngờ rằng có một sự thiên vị khoảng cách. Chuẩn tinh gần đó sẽ rất thú vị. Đối với hoạt động chuẩn tinh được kích hoạt bởi các vụ sáp nhập thiên hà, có khả năng sự va chạm trong tương lai của thiên hà của chúng ta với Andromeda có thể tạo ra một chuẩn tinh không?
Keith Thompson

1
Các quasar gần đó thậm chí sẽ thú vị hơn (vì chúng cho phép quan sát chi tiết), nhưng tất cả chúng đều được biết đến từ lâu. Quasar Intermediate-dịch chuyển đỏ (ít ) rất nhiều và quá xa cho cuộc điều tra chi tiết. z~1-4
Walter

Thật vậy, sự va chạm của M31 với Dải Ngân hà rất có thể sẽ kích hoạt một số hoạt động chuẩn tinh. Lỗ đen ở trung tâm của M31 lớn gấp 100 lần thiên hà của chúng ta và có thể tạo ra một quasar khá sáng.  100
Walter

1
Khối lượng của lỗ đen chỉ là một tham số quan trọng. Quan trọng hơn là bạn có thể cho nó ăn bao nhiêu và nhanh như thế nào. Cả Andromeda và Dải Ngân hà sẽ có ít khí hơn trong 4 tỷ năm so với hiện tại.
Rob Jeffries

Vẫn còn quá nhiều khí để tạo ra một chuẩn tinh tốt. Câu hỏi quan trọng là bao nhiêu trong số đó được phễu đủ gần với nhị phân lỗ đen (sẽ hình thành) và sau đó sẽ thực sự tích tụ bao nhiêu vào một trong các lỗ (thay vì được đẩy ra qua súng cao su hấp dẫn).
Walter

14

Bạn đã vấp phải một quan sát sâu sắc và gần như nắm bắt được một trong những hậu quả quan trọng nhất của nó.

Có hai hình thức của cái gọi là nguyên lý vũ trụ. Có một nguyên tắc vũ trụ hạn chế hơn , theo cách diễn giải, nói rằng vũ trụ sẽ trông giống nhau theo mọi hướng đối với bất kỳ người quan sát nào ở bất cứ đâu trong vũ trụ cùng một lúc (tức là ở cùng một thời đại vũ trụ). Ngoài ra còn có một Nguyên lý vũ trụ hoàn hảo , nói rằng vũ trụ là đồng nhất và đẳng hướng trong cả không gian và thời gian.

Nguyên lý vũ trụ hoàn hảo là nền tảng cho lý thuyết trạng thái ổn định của vũ trụ. Tuy nhiên, một trong những phản đối rõ ràng nhất về điều này là chúng ta có thể thấy rằng vũ trụ đã phát triển theo thời gian. Một trong những nhận thức đầu tiên về điều này thực sự là quan sát rằng các quasar phổ biến hơn ở khoảng cách lớn và do đó phổ biến hơn trong quá khứ.

Do đó, quan sát này cho chúng ta biết rằng các đặc tính của vũ trụ đang thay đổi theo thời gian và do đó, nguyên lý vũ trụ hoàn hảo là không chính xác.

Nguyên tắc vũ trụ hạn chế hơn trong khi đó vẫn còn. Nó ony khẳng định rằng mọi thứ sẽ giống nhau đối với tất cả các nhà quan sát ở một thời đại vũ trụ nhất định; nó không đòi hỏi vũ trụ phải trông giống nhau mọi lúc và do đó không đòi hỏi mật độ của các loại vật thể thiên văn cụ thể không đổi theo khoảng cách.

Hoạt động quasar đạt cực đại ở các dịch chuyển đỏ vừa phải do các quá trình nuôi dưỡng cần thiết của các hạt nhân thiên hà hoạt động và sự cạnh tranh giữa hoạt động sáp nhập của các thiên hà giàu khí và sự dập tắt do sự hình thành sao lớn và phản hồi tiêu cực từ chính AGN. Dường như "điểm ngọt" cho các giai đoạn tương đối ngắn của "hoạt động quasar" là ở các dịch chuyển đỏ 2-3, nơi có hoạt động sáp nhập đáng kể và vận chuyển khí vào các khu vực trung tâm của các thiên hà, nhưng điều đó là không đủ thời gian để xả khí hoàn toàn trong các thiên hà với các lỗ đen trung tâm.


Tôi nghĩ nghịch lý của Olber là sự phản đối rõ ràng nhất đối với nguyên tắc vũ trụ hoàn hảo. Nó chỉ có thể được giải quyết nếu vũ trụ là hữu hạn, trong không gian hoặc thời gian (hoặc cả hai hoặc một số vật lý kỳ lạ như ánh sáng mệt mỏi).
Walter

1
Lý thuyết trạng thái ổn định tất nhiên xuất hiện rất lâu sau khi nghịch lý của Olber được xác định. Những người đề xướng trạng thái ổn định chỉ đơn giản lập luận rằng sự giãn nở của vũ trụ chỉ làm lệch hướng ánh sáng khỏi các vật thể ở xa. Nguyên lý vũ trụ hoàn hảo không bị mâu thuẫn bởi một sự mở rộng đơn giản. Nghịch lý của Olber không thể được giải thích bởi một vũ trụ tĩnh vô hạn trong không gian và thời gian.
Rob Jeffries

Được rồi, nhưng lý thuyết trạng thái ổn định đòi hỏi vật lý kỳ lạ (theo nghĩa của nhận xét trước đây của tôi), cụ thể là tạo ra vật chất từ ​​hư vô khi vũ trụ tiếp tục mở rộng. Trong thực tế, lý thuyết nhà nước kiên định chỉ là một thứ rác rưởi đến nỗi tôi cứ tự hỏi làm thế nào nó có thể thu hút nhiều sự chú ý như nó đã làm.
Walter

2
Lý thuyết nhà nước ổn định tất nhiên là mâu thuẫn bởi nhiều thứ, bao gồm cả chủ đề câu trả lời của tôi. Tuy nhiên, việc tạo ra vật chất từ ​​không có gì khó có thể được coi là một trở ngại lớn nếu phương án thay thế là việc tạo ra mọi thứ trong một lần trong một vụ nổ lớn! Thật vậy, nguồn gốc của thuật ngữ "vụ nổ lớn" là một thuật ngữ để chế giễu quan niệm rằng mọi thứ có thể được tạo ra ngay lập tức từ hư vô. Vật lý theo yêu cầu của vụ nổ lớn còn "lạ" hơn (hoặc chắc chắn không kém phần lạ) so với yêu cầu của lý thuyết trạng thái ổn định.
Rob Jeffries

1
Lưu ý rằng thuật ngữ "Big Bang" được phát minh bởi Fred Hoyle, người đề xuất chính của lý thuyết trạng thái ổn định để chế nhạo Big Bang. (Nó không hoạt động ...)
Mark Olson

1

Có nhiều khí xung quanh được bồi đắp sớm trong lịch sử vũ trụ. Trước đó, hầu hết các khí chưa sụp đổ để tạo thành các ngôi sao, do đó, có nhiều nhiên liệu hơn cho cả việc cho ăn các lỗ đen và hình thành các ngôi sao mới. Phần lớn nhiên liệu đó sau đó đã được tiêu thụ trong quá trình hình thành sao trong vài tỷ năm đầu tiên sau vụ nổ lớn.

nhập mô tả hình ảnh ở đây


Bạn có thể thêm một nguồn cho biểu đồ này (cho cả hai thuộc tính của nó và cung cấp cho mọi người một nguồn thông tin khác) nếu bạn tìm thấy nó ở nơi khác - hoặc ghi chú, nếu bạn tự xây dựng nó? Cảm ơn.
HDE 226868


0

"Xa xôi" = "rất cũ" trong vũ trụ học.

Tất cả các quasar đều ở xa vì tất cả chúng đều cũ. Đây là những vật thể xảy ra khi bong bóng vũ trụ của chúng ta còn trẻ. Vì vậy, khi các kính viễn vọng của chúng ta nhìn xa vào không gian, chúng nhìn lại thời gian và thấy rất nhiều chuẩn tinh sau đó.

Chúng chủ yếu là các hố đen khổng lồ nuốt chửng khí và bụi và rác vũ trụ, trong đó có rất nhiều hố sau đó gần các hố đen này. Sau khi họ hút sạch môi trường, họ bình tĩnh lại và các quasar cơ bản tắt.

Về cơ bản không có chuẩn tinh hình thành trong thời đại của chúng ta. Do đó, không có chuẩn tinh có thể nhìn thấy gần đó.


Chính xác. Những gì bạn thấy là những gì trước đây. Và "trước" có nghĩa là nó ở nơi khác. Khi sóng bị mắc kẹt vào tường, nó phản xạ. Giống như với Vũ trụ như một vũng nước khép kín, bất cứ khi nào sóng phản xạ, bạn lại thấy chúng lặp đi lặp lại. Nhưng những cái này thực sự là sóng "cũ". Chỉ cần tưởng tượng hồ nước, nhưng loại bỏ các bức tường (vô biên, nhưng không vô thời hạn).
sanaris
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.