Какой самый быстрый движущийся объект во вселенной?

Мы знаем, что ничто не может иметь надлежащие скорости, превышающие скорость света в вакууме. Но есть ли в космосе какие-либо объекты, которые приближаются к нему? Какие-нибудь кометы или другие объекты, брошенные гравитацией или взрывами сверхновых, которые были брошены на невероятные скорости?

Ответ на это удивителен:

Мы.

И многие (если не все) другие галактики.

И они двигаются быстрее, чем свет.

Видите, вселенная расширяется с ускоряющейся скоростью . Сама ткань пространства-времени растягивается, так что галактики, кажется, удаляются друг от друга. Интересно, что теория относительности не запрещает им двигаться быстрее света. Несмотря на то, что локальное пространство является плоским, и локальная скорость света должна поддерживаться, это не обязательно должно поддерживаться в глобальном масштабе, поэтому возможно иметь рамки, которые удаляются друг от друга быстрее, чем . Действительно, есть некоторые галактики, которые удаляются от нас быстрее, чем свет ( единственная причина, по которой мы их видим, заключается в том, что они раньше были ближе и двигались с меньшей скоростью$c$). Любая пара галактик, которые находятся на расстоянии 4200 Мпк друг от друга (то есть с красным смещением 1,4), удаляются друг от друга быстрее, чем свет в кадрах друг друга (числа, украденные со связанной страницы).

Поскольку единственный последовательный способ говорить о движении относителен, можно сказать, что мы удаляемся от других галактик быстрее света, поскольку обратное также верно. Это может поместить галактики в ведро самых быстрых движущихся объектов во вселенной. Что касается того, что является самым быстрым, я не знаю, мы должны были бы найти пару галактик, которые находятся дальше всего друг от друга (расстояние, измеренное в рамке галактики, конечно), но, поскольку вселенная, вероятно, больше, чем что мы наблюдаем ¹ , мы не можем точно определить пару галактик, для которых это верно.

Для тех, кто думает, что это обман ^2, чтобы замкнуть вопрос с расширением пространства, есть другие объекты, которые движутся быстрее света (хотя они не самые быстрые объекты во вселенной), и их можно найти на хорошем Земля.

Электроны :

В охлаждающих бассейнах ядерных реакторов ³ мы имеем явление, известное как излучение Черенкова . В основном испускаемые бета-частицы движутся быстрее, чем скорость света в воде. Это создает эффект, аналогичный звуковому буму, когда из среды исходит сильный свет.

Чего-чего? Вы думаете, я снова обманываю ² , помещая все относительно скорости света в среду?

Хорошо, хорошо. Вот некоторые быстрые объекты, которые не требуют расширения пространства, чтобы быть быстрыми, и при этом они не вовлекают никакой хитрости семантики, где среда, в которой они измеряются, не упоминается. Многие уже упоминались в Astromax.

• Тахионы : это частицы, которые движутся быстрее, чем- это не нарушает относительность, пока они никогда не замедляются до сверхсветовых скоростей. Тем не менее, нет большого (какого-либо?) Экспериментального доказательства этого. Однако многие модели BSM предсказывают их существование. Так что здесь есть еще кое-что об обмане на тему брадионики:$c$

• Глюоны : они безмассовые, и хотя они не встречаются свободно (за исключением, возможно, глюболов , хотя они, скорее всего, имеют массу), они путешествуют в точке . Но они не могут двигаться с любой другой скоростью, так что, опять же, это немного обман. По фермионному веществу:$c$

• Нейтрино : Теперь это жизнеспособные кандидаты. Известно, что электронное нейтрино имеет очень, очень небольшую массу (у нас есть верхняя граница для него, что дает), и в результате он может легко достигать очень высоких скоростей. Поместите это в гравитационное поле, и это идет еще быстрее. Если вы хотите макроскопические объекты, однако:

• Вещи, вращающиеся вокруг вращающихся черных дыр : Черные дыры имеют сильное гравитационное поле, и при вращении они могут передавать момент импульса (большой его) близлежащим объектам, таким как аккреционные диски. Объекты, близкие к черной дыре, ускоряются до довольно высоких скоростей. Фактически, если объект находится в эргосфере , он движется быстрее света с точки зрения определенных систем отсчета.
• Материал, падающий в черные дыры : из далекой рамки объект ускоряется и приближается к скорости света, приближаясь к горизонту черной дыры. Здесь могут быть достигнуты сколь угодно большие скорости, ограниченные .$c$
• Плазменные струи черной дыры : струи, выбрасываемые из черных дыр, могут довольно быстро становиться относительно друг друга

^{1. Из-за космического расширения могут быть галактики, которые нам больше не видны. Некоторые галактики, возможно, никогда не были бы видимы для нас, если бы мы начали наблюдать, когда галактики начали формироваться.}

^{2. Я, например, согласен с вами.}

^{3. И в других местах, где массивные частицы очень быстро выбрасываются в среду.}

Существует также другая частица-посредник, которая движется со скоростью света, отличной от фотона. Это глюон , который является обменной частицей для сильной силы. Странная вещь в глюоне состоит в том, что он никогда не виден сам по себе (то есть вне коллекций других глюонов).

Кроме того , хотя нейтрино делают на самом деле имеют массу, они являются нейтральными частицами. Я поднимаю этот вопрос потому, что при взрывах сверхновых в некоторых обстоятельствах нейтрино могут появляться раньше фотонов - они не взаимодействуют с заряженными частицами. Кроме того, поскольку они являются слабо взаимодействующими частицами, они проходят через значительное количество массы (а именно, пыли и газа), прежде чем может произойти взаимодействие. Это означает, что если бы вы могли обнаружить нейтрино, исходящие от сверхновой, это могло бы дать вам раннее предупреждение о том, что фотоны скоро последуют. Это даст вам время для измерения кривой блеска (см. SNEWS: Система раннего предупреждения SuperNova ).

В астрофизике много быстро движущихся объектов.

$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}}$

$\alpha<3$

Тем не менее вышеприведенный вывод верен: в области черных дыр нетронутые объекты могут получить релятивистские скорости, которые сопоставимы со скоростью света .

Существует множество физических примеров таких систем: черные дыры двойных мегрингов, черные дыры, сливающиеся с нейтронными звездами, сверхмассивные черные дыры и белые карлики и т. Д. Хотя все эти системы приводят к возможному слиянию с релятивистскими скоростями, любой из них трудно компоненты, которые будут извлечены и станут свободно плавающими. Насколько мне известно, не существует известных свободно плавающих релятивистских астрофизических тел, но некоторые из них действительно, вероятно, производятся из кусочков материала, выброшенных с умеренно релятивистской скоростью во время слияний с участием черных дыр.

Еще одна редкая возможность - иметь компактную двойную систему в поле сверхмассивной черной дыры, которая разрушается из-за взаимодействия с ней. Однако вероятность такого разрушения, когда компактный двоичный файл только собирается слиться, исчезающе мала.

Другим вездесущим классом объектов являются релятивистские струи, которые представляют собой ультрарелятивистские потоки плазмы, образующиеся, главным образом, при некоторой аккреции на черную дыру. Частицы в таких струях движутся с высокой релятивистской скоростью, хотя точная природа образования струи еще не до конца понятна. Наконец, на заднем плане присутствует множество релятивистских частиц, таких как частицы космических лучей и нейтрино.

$10^9 K$

Наконец, на достаточно ранних этапах Большого взрыва абсолютно все во Вселенной двигалось релятивистски!

Редактировать : несколько вещей, которые пришли мне на ум после этого: 1) Пучки искусственных частиц в ускорителях частиц являются релятивистскими, макроскопическими, но не астрофизическими объектами. 2) Если бы во Вселенной существовала разумная жизнь, она могла бы также создать релятивистские объекты макроскопического, но опять же, вероятно, не астрофизического масштаба (как космические корабли).

5/2013 я думал:

Если кто-то гуглит вопрос - вы получите ответы от Земли: гепарды, машины, самолеты. Я хотел знать во вселенной. Я думал о «мысленном эксперименте» лестницы, движущейся со скоростью света, которая сжимается достаточно, чтобы поместиться в слишком маленький гараж. Я рассуждал, что если во вселенной НЕТ макромассы (наподобие лестницы), которая приближается к скорости света, то в чем смысл мысленного эксперимента по лестнице?

Затем я прочитал о том, как быстро вращается NGC 1365: «вращается так быстро, что его поверхность движется почти со скоростью света». Пресс-релиз: 2013-07, 27.02.13, 13:00 EST

Обычно говорят, что для перемещения массы со скоростью света потребуется бесконечная энергия. Я пришел к выводу, что именно поэтому обычно слышат о безмассовых частицах, движущихся со скоростью света (фотоны и?). Но теперь у нас NGC 1365 вращается почти со скоростью света с двумя числами массы и вращения. Я не уверен, что такое «почти» - скажем, 90% или?

Даже если мы говорим о скорости вращения, тем не менее, при длине в 2 миллиона миль, эта черная дыра с массой NGC 1365, несомненно, является самой быстрой скоростью, о которой мы знаем во Вселенной, верно?

Я рассуждаю: в статье говорится: «Представьте себе сферу более 2 миллионов миль в поперечнике» - это описание ее диаметра, D = 2 000 000 миль или 3 218 688 км.

Окружность этого объекта составляет Pi x D = 3,14 x 3 281 688 км = 10 106 680,32 км.

Интересный вопрос заключается в том, как это выглядит для объекта, который находится на касательной к окружности [«окружность» означает «Самую внутреннюю устойчивую круговую орбиту», в точке, общей с линией и самой внутренней устойчивой круговой орбитой]. Я теряю след, если это повышает точность против точности? Имеет ли объект в 2 000 000 миль в поперечнике «точку» на самой внутренней стабильной круговой орбите, равную полу грузовику, небольшому автомобилю, холодильнику, книге, мрамору, молекуле или атому ???

Каким бы ни был размер массы в этой точке, касательная к самой внутренней устойчивой круговой орбите действительно описывает асимптоту с «макро» длиной. Движение массы вдоль этой асимптоты объясняет ее скорость, прямую линию. Следовательно, это должна быть самая высокая скорость, прямая, а не угловая масса, которую мы знаем во вселенной. ПРАВИЛЬНО??? Влияет ли угловая скорость на прямую линию (оказывает влияние) в большом объекте. Мы на вращающейся планете и не замечаем ее скорости.

спасибо, JMc

Предполагается, что самые быстрые гиперскоростные звезды будут развивать скорость около 900 км / с на 2 миллиона миль в час. Https://www.space.com/19748-hypervelocity-stars-milky-way.html

Квазары являются очевидным примером вещества со скоростью, близкой к скорости света.

Когда ускоренная материя в пучке приближается к скорости света, астрофизические джеты становятся релятивистскими джетами, поскольку они демонстрируют эффекты специальной теории относительности.

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