Vật thể chuyển động nhanh nhất trong vũ trụ là gì?

Chúng ta biết rằng không có gì có thể có vận tốc phù hợp lớn hơn tốc độ ánh sáng trong chân không. Nhưng có vật thể nào trong không gian gần với nó không? Bất kỳ sao chổi, hoặc các vật thể khác bị ném bởi trọng lực hoặc vụ nổ siêu tân tinh được ném tới tốc độ đáng kinh ngạc?

Câu trả lời cho điều này là đáng ngạc nhiên:

Chúng tôi là.

Và nhiều (nếu không phải tất cả) các thiên hà khác.

Và chúng di chuyển nhanh hơn ánh sáng.

Hãy xem, vũ trụ đang mở rộng, với tốc độ gia tăng . Cấu trúc của không thời gian tự nó trải dài ra, để các thiên hà dường như di chuyển ra xa nhau. Điều thú vị là thuyết tương đối không cấm những thứ này di chuyển nhanh hơn ánh sáng. Mặc dù không gian cục bộ bằng phẳng và tốc độ ánh sáng cục bộ phải được duy trì, nhưng điều này không cần phải giữ ở quy mô toàn cầu, do đó có thể có các khung di chuyển ra xa nhau nhanh hơn . Thật vậy, có một số thiên hà đang di chuyển ra xa chúng ta nhanh hơn ánh sáng ( lý do duy nhất chúng ta thấy chúng là chúng từng ở gần và di chuyển với tốc độ chậm hơn$c$). Bất kỳ cặp thiên hà nào cách xa nhau 4200 Mpc (nghĩa là với độ dịch chuyển 1,4), đang di chuyển ra xa nhau nhanh hơn ánh sáng trong các khung của nhau (các số bị đánh cắp từ trang được liên kết).

Vì cách nhất quán duy nhất để nói về chuyển động là tương đối, nên người ta có thể nói rằng chúng ta đang di chuyển ra khỏi các thiên hà khác nhanh hơn ánh sáng, vì điều ngược lại cũng đúng. Điều này có thể đặt các thiên hà vào thùng các vật thể chuyển động nhanh nhất trong vũ trụ. Đối với cái nào là nhanh nhất, tôi không biết, chúng ta sẽ phải tìm một cặp thiên hà cách xa nhau nhất (dĩ nhiên là khoảng cách đo trong khung của thiên hà), nhưng vì vũ trụ có lẽ nhiều hơn những gì chúng ta quan sát ¹ , chúng ta không thể xác định được cặp thiên hà mà điều này là đúng.

Đối với những người nghĩ rằng nó gian lận ² đến ngắn mạch câu hỏi với sự giãn nở không gian, có những vật thể khác đi nhanh hơn ánh sáng (mặc dù chúng không phải là vật thể nhanh nhất trong vũ trụ), và chúng có thể được tìm thấy trên 'ol tốt Trái đất.

Điện tử :

Trong bể làm mát lò phản ứng hạt nhân ³ , chúng ta có một hiện tượng gọi là bức xạ Cerenkov . Về cơ bản, các hạt beta phát ra di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng trong nước. Điều này tạo ra một hiệu ứng có nguồn gốc tương tự như sự bùng nổ âm thanh, nơi ánh sáng mạnh phát ra từ môi trường.

Nói gì cơ? Bạn nghĩ rằng tôi lại lừa dối ² bằng cách đặt mọi thứ liên quan đến tốc độ ánh sáng trong một phương tiện?

Được rồi, tốt thôi. Dưới đây là một số đối tượng nhanh không yêu cầu mở rộng không gian nhanh, cũng không liên quan đến bất kỳ mánh khóe ngữ nghĩa nào trong đó phương tiện mà chúng đang được đo không được đề cập. Nhiều người đã được đề cập bởi Astromax.

• Tachyons : Đây là những hạt đi nhanh hơn- điều này không vi phạm tính tương đối miễn là chúng không bao giờ giảm tốc độ xuống dưới tốc độ. Tuy nhiên, không có nhiều bằng chứng thực nghiệm (bất kỳ?) Cho những điều này. Mặc dù vậy, rất nhiều mô hình BSM dự đoán sự tồn tại của chúng. Vì vậy, vẫn còn một số gian lận ở đây, về vấn đề bradyonic:$c$

• Các gluon : Chúng không có khối lượng, và mặc dù chúng không xảy ra tự do (ngoại trừ có thể trong glueballs , mặc dù những thứ này có thể có khối lượng lớn nhất) chúng di chuyển tại . Nhưng chúng không thể di chuyển ở bất kỳ tốc độ nào khác, vì vậy một lần nữa, điều này hơi gian lận. Về vấn đề fermionic:$c$

• Neutrino : Bây giờ đây là những ứng cử viên khả thi. Neutrino electron được biết là có khối lượng rất, rất nhỏ (chúng ta có giới hạn trên của nó, mang lại), và kết quả là nó có thể dễ dàng đạt được tốc độ rất cao. Đặt nó trong một trường hấp dẫn, và nó thậm chí còn đi nhanh hơn. Tuy nhiên, nếu bạn muốn các đối tượng vĩ mô:

• Thứ xoắn ốc xung quanh các lỗ đen quay tròn : Các lỗ đen có trường hấp dẫn mạnh và khi quay, chúng có thể truyền động lượng góc (rất nhiều) cho các vật thể gần đó như đĩa bồi tụ. Các vật thể gần một lỗ đen được tăng tốc lên tốc độ khá cao. Trong thực tế, nếu một đối tượng nằm trong ergosphere , nó di chuyển nhanh hơn ánh sáng từ điểm nhìn của khung hình nhất định của tài liệu tham khảo.
• Vật rơi vào lỗ đen : Từ khung hình ở xa, một vật thể tăng tốc và tiến gần đến tốc độ ánh sáng khi nó tiến gần đến chân trời của lỗ đen. Tốc độ lớn tùy ý giới hạn bởi có thể đạt được ở đây.$c$
• Máy bay phản lực plasma lỗ đen : Các máy bay phản lực bị bắn ra khỏi lỗ đen có thể trở nên khá nhanh so với nhau.

^{1. Do sự giãn nở của vũ trụ, có thể có những thiên hà không còn nhìn thấy được đối với chúng ta. Một số thiên hà có thể chưa bao giờ được nhìn thấy đối với chúng ta, nếu chúng ta bắt đầu quan sát từ khi các thiên hà bắt đầu hình thành.}

^{2. Tôi, cho một, đồng ý với bạn.}

^{3. Và những nơi khác mà bạn có các hạt lớn được phát ra rất nhanh vào môi trường}

Ngoài ra còn có một hạt trung gian khác di chuyển với tốc độ ánh sáng khác với photon. Đây là gluon , là hạt trao đổi cho lực mạnh. Điều kỳ lạ về gluon là nó không bao giờ được nhìn thấy (nghĩa là bên ngoài các bộ sưu tập các gluon khác).

Ngoài ra, mặc dù neutrino làm trong thực tế có khối lượng, chúng là những hạt trung tính. Tại sao tôi đưa ra điều này là bởi vì trong vụ nổ siêu tân tinh, neutrino có thể đến trước các photon trong một số trường hợp - chúng không tương tác với các hạt tích điện. Ngoài ra, vì chúng là các hạt tương tác yếu, chúng đi qua một khối lượng đáng kể (cụ thể là bụi và khí) trước khi có thể xảy ra tương tác. Điều này có nghĩa là nếu bạn có thể phát hiện neutrino đến từ siêu tân tinh, nó có khả năng đưa ra cảnh báo sớm rằng các photon sẽ sớm theo sau. Điều này sẽ cho bạn thời gian để đo đường cong ánh sáng của nó (xem: SNEWS: Hệ thống cảnh báo sớm SuperNova ).

Có rất nhiều vật thể chuyển động nhanh trong vật lý thiên văn.

$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}}$

$\alpha<3$

Tuy nhiên, kết luận trên là chính xác: Trong lĩnh vực lỗ đen, các vật thể còn nguyên vẹn có thể đạt được vận tốc tương đối tính, tương đương với tốc độ ánh sáng .

Có nhiều ví dụ vật lý của các hệ thống như: lỗ đen nhị phân nhị phân, lỗ đen hợp nhất với sao neutron, lỗ đen siêu lớn và sao lùn trắng, v.v. các thành phần để được đẩy ra và trở nên nổi tự do. Theo hiểu biết của tôi, không có cơ quan vật lý thiên văn tương đối nổi tự do nào được biết đến, nhưng một số trong số chúng thực sự có thể được sản xuất từ ​​các mảnh vật liệu bị đẩy ra ở tốc độ tương đối nhẹ trong các vụ sáp nhập liên quan đến các lỗ đen.

Một khả năng hiếm gặp khác là có một hệ thống nhị phân nhỏ gọn trong lĩnh vực lỗ đen siêu lớn, đang bị phá vỡ do tương tác với nó. Tuy nhiên, xác suất cho sự gián đoạn như vậy xảy ra khi nhị phân nhỏ gọn sắp hợp nhất là rất thấp.

Một lớp đối tượng phổ biến khác là các tia nước tương đối tính, đó là các dòng plasma cực trị, được tạo ra chủ yếu khi một số sự bồi tụ vào lỗ đen đang diễn ra. Các hạt trong các máy bay phản lực này di chuyển với vận tốc tương đối cao, mặc dù bản chất chính xác của sự hình thành phản lực vẫn chưa hoàn toàn được hiểu. Cuối cùng, có rất nhiều hạt tương đối có mặt trong nền, chẳng hạn như các hạt tia vũ trụ và neutrino.

$10^9 K$

Cuối cùng, ở giai đoạn đầu của Big Bang, tất cả mọi thứ trong Vũ trụ đều chuyển động một cách tương đối!

Chỉnh sửa : Một vài điều nữa xuất hiện trong tâm trí tôi sau đó: 1) Các chùm hạt nhân tạo trong máy gia tốc hạt là các vật thể tương đối, vĩ mô, nhưng không phải là vật lý thiên văn. 2) Nếu tồn tại sự sống thông minh trong Vũ trụ, nó cũng có thể đã tạo ra các vật thể tương đối tính vĩ mô, nhưng một lần nữa có lẽ không phải là vật lý thiên văn, quy mô (như tàu vũ trụ).

5/2013 tôi đã suy nghĩ:

Nếu một người goog câu hỏi - bạn nhận được câu trả lời trái đất: cheetah, xe hơi, máy bay. Tôi muốn biết trong vũ trụ. Tôi đã suy nghĩ về "thí nghiệm suy nghĩ" về một chiếc thang di chuyển với tốc độ ánh sáng đủ để khớp với một gara quá nhỏ. Tôi đã suy luận nếu KHÔNG có khối lượng vĩ mô (như một cái thang) trong vũ trụ tiến gần đến vận tốc ánh sáng, thì điểm của thí nghiệm về cái thang là gì?

Sau đó tôi đọc về tốc độ quay của NGC 1365: "quay nhanh đến mức bề mặt của nó di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng". Thông cáo báo chí: 2013-07, 27/2/13 01:00:00 PM EST

Người ta thường đọc nó sẽ cần năng lượng vô hạn để di chuyển khối lượng đến tốc độ ánh sáng. Tôi đã lý giải đây là lý do tại sao người ta thường nghe về các hạt không khối lượng chuyển động với tốc độ ánh sáng (photon và?). Nhưng bây giờ chúng ta có NGC 1365 quay với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, với hai số khối lượng và quay. Tôi không chắc "gần" là gì - nói 90% hay?

Mặc dù chúng ta đang nói về tốc độ quay, tuy nhiên ở mức 2 triệu dặm trên, đây NGC 1365 lỗ đen với khối lượng được chắc chắn khối lượng vận tốc nhanh nhất chúng ta biết về trong vũ trụ, phải không?

Tôi lý do: Bài viết nói "Hãy tưởng tượng một quả cầu hơn 2 triệu dặm" ​​- mô tả đây là đường kính của nó, D = 2.000.000 dặm hoặc 3.218.688 km.

Chu vi của vật thể này là Pi x D = 3,14 x 3,281,688 km = 10,106,680,32 km.

Câu hỏi thú vị là nó giống như thế nào đối với một vật nằm trên tiếp tuyến với chu vi ["chu vi" có nghĩa là "Quỹ đạo tròn ổn định ổn định", tại điểm chung với đường thẳng và quỹ đạo tròn ổn định của Innermost]. Tôi mất theo dõi nếu điều này làm tăng độ chính xác so với độ chính xác? Với một đối tượng 2.000.000 dặm, là một "điểm" trên trong cùng ổn định Thông tư Orbit của nó tương đương với một chiếc xe tải bán, một chiếc xe nhỏ, một tủ lạnh, một cuốn sách, đá cẩm thạch, phân tử, nguyên tử hay ???

Dù kích thước của khối lượng tại thời điểm này là bao nhiêu, tiếp tuyến của quỹ đạo tròn ổn định Innermost không mô tả một tiệm cận với chiều dài "vĩ mô". Chuyển động của khối lượng dọc theo tiệm cận này giải thích vận tốc, đường thẳng của nó. Do đó, đây phải là vận tốc cao nhất, đường thẳng, không góc cạnh, khối lượng mà chúng ta biết trong vũ trụ. ĐÚNG??? Liệu tốc độ góc so với vật chất đường thẳng (có hiệu lực) trong một vật thể lớn. Chúng ta đang ở trên một hành tinh quay và không nhận thấy tốc độ của nó.

cảm ơn, JMc

Các ngôi sao có tốc độ giảm âm nhanh nhất được cho là đi khoảng 900km / giây 2 triệu dặm / giờ https://www.space.com/19748-hypervelocity-stars-milky-way.html

Chuẩn tinh là một ví dụ rõ ràng về vật chất với tốc độ gần tốc độ ánh sáng.

Khi vật chất tăng tốc trong chùm tia tiến gần đến tốc độ ánh sáng, các tia nước vật lý thiên văn trở thành các tia nước tương đối tính khi chúng cho thấy hiệu ứng từ thuyết tương đối đặc biệt.

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