Was ist das sich am schnellsten bewegende Objekt im Universum?

Wir wissen, dass nichts höhere Geschwindigkeiten haben kann als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Aber gibt es Objekte im Raum, die sich ihm nähern? Irgendwelche Kometen oder andere Objekte, die durch die Schwerkraft oder Supernova-Explosionen geworfen wurden und mit unglaublichen Geschwindigkeiten geschleudert wurden?

Die Antwort darauf ist überraschend:

Wir sind.

Und viele (wenn nicht alle) andere Galaxien.

Und sie bewegen sich schneller als Licht.

Sehen Sie, das Universum dehnt sich immer schneller aus . Der Stoff der Raumzeit selbst dehnt sich aus, so dass sich Galaxien voneinander zu entfernen scheinen. Das Interessante ist, dass die Relativitätstheorie diese nicht daran hindert, sich schneller als das Licht zu entfernen. Während der lokale Raum flach ist und die lokale Lichtgeschwindigkeit eingehalten werden muss, muss dies nicht auf globaler Ebene gelten, sodass Frames möglich sind, die sich schneller voneinander entfernen als $c$ . In der Tat gibt es einige Galaxien, die sich schneller als das Licht von uns entfernen ( der einzige Grund, warum wir sie sehen, ist, dass sie sich früher näher und langsamer bewegen). Jedes Galaxienpaar, das 4200 Mpc voneinander entfernt ist (dh mit einer Rotverschiebung von 1,4), bewegt sich schneller voneinander weg als Licht in den Frames des jeweils anderen (von der verlinkten Seite gestohlene Zahlen).

Da die einzige konsequente Art, über Bewegung zu sprechen, relativ ist, kann man sagen, dass wir uns schneller als das Licht von anderen Galaxien entfernen, da auch das Gegenteil der Fall ist. Dadurch können Galaxien in den Eimer der sich am schnellsten bewegenden Objekte des Universums gelangen. Wie bei dem die schnellsten ist, weiß ich nicht, würden wir die weitesten ein Paar von Galaxien , die voneinander entfernt sind (Abstand gemessen im Rahmen der Galaxie, natürlich), aber da das Universum ist wahrscheinlich mehr als das, was finden müssen Wenn wir ¹ beobachten , können wir das Galaxienpaar, für das dies zutrifft, nicht genau bestimmen.

Für diejenigen, die denken, dass es betrügt ^2, um die Frage mit der Raumerweiterung kurzzuschließen, gibt es andere Objekte, die schneller als das Licht sind (sie sind jedoch nicht die schnellsten Objekte im Universum), und diese können auf good 'ol gefunden werden Erde.

Elektronen :

In Kernreaktorkühlbecken ³ haben wir ein Phänomen, das als Cerenkov-Strahlung bekannt ist . Grundsätzlich bewegen sich emittierte Beta-Partikel schneller als die Lichtgeschwindigkeit im Wasser. Dies erzeugt einen ähnlichen Effekt wie der Schallknall, bei dem starkes Licht vom Medium ausgeht.

Sag was? Glaubst du, ich betrüge wieder ^2, indem ich alles in Relation zur Lichtgeschwindigkeit in ein Medium bringe ?

Okay, gut. Hier sind einige schnelle Objekte, für die keine schnelle Raumerweiterung erforderlich ist, und die auch keine semantischen Tricks beinhalten, bei denen das Medium, in dem sie gemessen werden, nicht erwähnt wird. Viele wurden bereits von Astromax erwähnt.

• $c$

• $c$

• Neutrinos : Nun, das sind lebensfähige Kandidaten. Es ist bekannt, dass das Elektron Neutrino sehr, sehr wenig Masse hat (wir haben eine Obergrenze dafür, die gibt), und daher kann es leicht sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen. Legen Sie es in ein Gravitationsfeld, und es geht noch schneller. Wenn Sie jedoch makroskopische Objekte möchten:

• Dinge, die sich um sich drehende Schwarze Löcher drehen : Schwarze Löcher haben ein starkes Gravitationsfeld und können beim Drehen nahegelegenen Objekten wie Akkretionsscheiben (viel davon) Drehimpulse verleihen. Objekte in der Nähe eines Schwarzen Lochs werden auf ziemlich hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Befindet sich ein Objekt in der Ergosphäre , bewegt es sich aus der Sicht bestimmter Bezugsrahmen schneller als Licht.
• $c$
• Schwarze-Löcher-Plasma-Jets : Jets, die aus schwarzen Löchern geschleudert werden, können relativ schnell zueinander werden.

^{1. Aufgrund der kosmischen Expansion kann es Galaxien geben, die für uns nicht mehr sichtbar sind. Einige Galaxien waren für uns möglicherweise nie sichtbar, wenn wir ab dem Zeitpunkt der Entstehung von Galaxien zuschauen.}

^{2. Ich stimme Ihnen zu.}

^{3. Und andere Orte, an denen massive Partikel sehr schnell in ein Medium abgegeben werden}

Es gibt auch ein anderes Mediatorpartikel, das sich mit einer anderen Lichtgeschwindigkeit als dem Photon bewegt. Dies ist das Gluon , das das Austauschteilchen für die starke Kraft ist. Das Seltsame an der Gluone ist, dass sie nie von selbst gesehen wird (dh außerhalb von Sammlungen anderer Gluonen).

Auch wenn Neutrinos tun in der Tat Masse, sie sind neutrale Teilchen. Ich erwähne das, weil in Supernovaexplosionen unter bestimmten Umständen Neutrinos vor den Photonen ankommen können - sie interagieren nicht mit geladenen Teilchen. Da es sich um schwach wechselwirkende Teilchen handelt, durchlaufen sie beträchtliche Mengen an Masse (nämlich Staub und Gas), bevor eine Wechselwirkung auftreten kann. Dies bedeutet, dass Sie, wenn Sie die Neutrinos einer Supernova erkennen, möglicherweise frühzeitig gewarnt werden, dass die Photonen bald folgen werden. Dies gibt Ihnen Zeit, um die Lichtkurve zu messen (siehe: SNEWS: Das SuperNova-Frühwarnsystem ).

In der Astrophysik gibt es viele sich schnell bewegende Objekte.

$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}}$

$\alpha<3$

Die obige Schlussfolgerung ist jedoch richtig: Im Bereich der Schwarzen Löcher können intakte Objekte relativistische Geschwindigkeiten erreichen, die mit der Lichtgeschwindigkeit vergleichbar sind .

Es gibt viele physikalische Beispiele für solche Systeme: das binäre Megrieren von Schwarzen Löchern, das Verschmelzen von Schwarzen Löchern mit Neutronensternen, supermassereiche Schwarze Löcher und Weiße Zwerge usw. Während all diese Systeme mit relativistischen Geschwindigkeiten zu einer Fusion getrieben werden, ist es für keines von ihnen schwierig Komponenten ausgeworfen werden und frei schweben. Meines Wissens sind keine frei schwebenden relativistischen astrophysikalischen Körper bekannt, aber einige von ihnen werden wahrscheinlich aus Stücken von Material hergestellt, die bei Fusionen mit schwarzen Löchern mit leicht relativistischen Geschwindigkeiten weggeschleudert wurden.

Eine andere seltene Möglichkeit besteht darin, ein kompaktes Binärsystem im Bereich eines supermassiven Schwarzen Lochs zu haben, das aufgrund seiner Interaktion unterbrochen wird. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Störung auftritt, wenn die kompakte Binärdatei gerade zusammengeführt wird, ist jedoch äußerst gering.

Eine andere allgegenwärtige Klasse von Objekten sind relativistische Strahlen, die ultrarelativistische Plasmaströme sind, die hauptsächlich dann erzeugt werden, wenn eine gewisse Anreicherung an einem Schwarzen Loch stattfindet. Teilchen in solchen Jets bewegen sich mit sehr relativen Geschwindigkeiten, obwohl die genaue Natur der Jet-Bildung noch nicht vollständig verstanden ist. Schließlich gibt es im Hintergrund viele relativistische Teilchen, wie kosmische Strahlenteilchen und Neutrinos.

$10^9 K$

Schließlich bewegte sich zu einem ausreichend frühen Zeitpunkt des Urknalls absolut alles im Universum relativistisch!

Edit : Ein paar weitere Dinge, die mir später einfielen: 1) Künstliche Teilchenstrahlen in Teilchenbeschleunigern sind relativistische, makroskopische, aber keine astrophysikalischen Objekte. 2) Wenn es intelligentes Leben im Universum gibt, könnte es auch relativistische Objekte von makroskopischer, aber auch nicht astrophysikalischer Größe (wie Raumschiffe) hervorgebracht haben.

5/2013 habe ich gedacht:

Wenn man die Frage googelt, bekommt man Antworten von der Erde: Geparden, Autos, Flugzeuge. Ich wollte es im Universum wissen. Ich dachte an das "Gedankenexperiment" einer Leiter, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und sich so zusammenzieht, dass sie in eine zu kleine Garage passt. Ich überlegte, wenn es KEINE Makromasse (wie eine Leiter) im Universum gibt, die sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, wozu dient dann das Leiter-Gedankenexperiment?

Dann las ich, wie schnell sich der NGC 1365 dreht: "Er dreht sich so schnell, dass sich seine Oberfläche fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt." Pressemitteilung: 2013-07, 27.02.13 13:00:00 EST

Man liest allgemein, es würde unendlich viel Energie brauchen, um die Masse auf Lichtgeschwindigkeit zu bringen. Ich habe vermutet, dass man deshalb im Allgemeinen von masselosen Teilchen hört, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (Photonen und?). Aber jetzt dreht sich NGC 1365 fast mit Lichtgeschwindigkeit, mit seinen zwei Massenzahlen und Spin. Ich bin nicht sicher, was "fast" ist - sagen wir 90% oder?

Obwohl wir über die Spin-Geschwindigkeit sprechen, ist dieses NGC-1365-Schwarze Loch mit Masse mit Sicherheit die schnellste Geschwindigkeitsmasse, die wir im Universum kennen, nicht wahr?

Ich begründe: Artikel sagt "Stellen Sie sich eine Kugel mit mehr als 2 Millionen Meilen Durchmesser vor" - diese Beschreibung ist ihr Durchmesser, D = 2.000.000 Meilen oder 3.218.688 km.

Der Umfang dieses Objekts beträgt Pi x D = 3,14 x 3,281,688 km = 10,106,680,32 km.

Die interessante Frage ist, wie es für ein Objekt ist, das auf der Tangente zum Umfang sitzt ["Umfang" bedeutet "innerste stabile Kreisbahn", an der mit der Linie und der innersten stabilen Kreisbahn gemeinsamen Stelle]. Ich verliere den Überblick, wenn dies die Genauigkeit gegenüber der Präzision erhöht. Ist ein Objekt mit einem Durchmesser von 2.000.000 Meilen ein "Punkt" auf seiner innersten stabilen Kreisbahn, der einem Sattelschlepper, einem kleinen Auto, einem Kühlschrank, einem Buch, einem Marmor, einem Molekül oder einem Atom entspricht?

Unabhängig von der Größe der Masse an diesem Punkt beschreibt die Tangente an die innerste stabile Kreisbahn eine Asymptote mit einer "Makro" -Länge. Die Bewegung der Masse entlang dieser Asymptote erklärt ihre Geschwindigkeit, die gerade Linie. Daher muss dies die höchste Geschwindigkeit sein, gerade Linie, nicht eckige Masse, die wir im Universum kennen. RECHT??? Hat die Geschwindigkeit von eckigen zu geraden Linien einen Einfluss auf ein großes Objekt? Wir sind auf einem sich drehenden Planeten und bemerken seine Geschwindigkeit nicht.

Danke, JMc

Die schnellsten Hypervelocity-Sterne sollen eine Geschwindigkeit von 900 km / s (2 Millionen Meilen pro Stunde) haben. Https://www.space.com/19748-hypervelocity-stars-milky-way.html

Quasare sind ein offensichtliches Beispiel für Materie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit.

Wenn sich beschleunigte Materie im Strahl der Lichtgeschwindigkeit nähert, werden astrophysikalische Jets zu relativistischen Jets, da sie Effekte aus der speziellen Relativitätstheorie zeigen.

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