Bintang / galaksi mana yang paling cepat menjauh dari kita?

8

Saya tahu bahwa kami telah mengukur laju banyak bintang dan galaksi menjauh dari kami menggunakan pergeseran doppler, dan saya tahu bahwa semakin jauh bintang / galaksi semakin cepat mereka berakselerasi dari kita karena inflasi ruang. Saya bertanya-tanya, apakah ada yang mengategorikan bintang / galaksi mana yang bergerak ke arah kita / menjauh dari kita yang tercepat? Seberapa cepat mereka dalam kaitannya dengan tata surya kita?

ThePiachu
sumber
5
Cara lain untuk mengajukan pertanyaan ini mungkin "Apa objek memiliki tertinggi yang diamati kosmologis pergeseran merah z ?"
uhoh
Saya akan berasumsi bahwa bintang-bintang di ujung alam semesta yang dapat diamati bergerak paling cepat, jika memang semakin jauh mereka dari kita, mereka bergerak lebih cepat
user17915
1
Semakin dekat galaksi untuk memenuhi kriteria Anda, semakin sulit untuk dideteksi. Mengingat objek apa pun yang saat ini adalah yang memiliki pergeseran merah kosmologis terbesar, kami pada dasarnya dijamin bahwa ada yang lain dengan pergeseran merah kosmologis yang lebih besar, itulah sebabnya kami tidak dapat mendeteksi mereka. semakin cepat mereka berakselerasi dari kita karena inflasi ruang angkasa. Kuantitas untuk dibicarakan dalam hukum Hubble adalah kecepatan, bukan percepatan, dan semua ini tidak ada hubungannya dengan inflasi, yang merupakan fenomena yang berbeda. Kami sebenarnya tidak tahu pasti apakah inflasi terjadi.
Ben Crowell

Jawaban:

18

Ketika sebuah galaksi surut dari kita, cahaya yang kita lihat darinya berubah merah. Untuk galaksi pada jarak kosmologis, pergeseran merah ini pada dasarnya berbeda dari pergeseran Doppler; sedangkan yang terakhir adalah karena perbedaan kecepatan antara emitor dan penerima, pergeseran merah kosmologis adalah karena foton perjalanan melalui ruang memperluas .

Karenanya, seperti yang dikomentari @uhoh, pertanyaan Anda setara dengan menanyakan "Galaksi mana yang memiliki pergeseran merah terukur tertinggi?". Redshift adalah konsep tunggal terpenting dalam astronomi, dan memang kami membuat katalog redshift dari semua galaksi, jika memungkinkan. Untuk model kosmologis yang kami adopsi, pergeseran merah kosmologis dapat diterjemahkan menjadi kecepatan resesi, jarak, dan usia Alam Semesta ketika cahaya dipancarkan.

Jawabannya adalah GN-z11 ( Oesch et al. 2016 ) yang memiliki pergeseran merah . Ini sesuai dengan jarak (yaitu miliar tahun cahaya), dan karenanya, menurut hukum Hubble, ke kecepatan resesi atau lebih dari dua kali kecepatan cahaya. Lebih jauh, cahaya yang kita lihat hari ini dipancarkan ketika Semesta hanya 410 Myr (yaitu juta tahun), atau 3% dari usia saat ini.z=11.09d=32.2Glyr

v=H0d=670000kms1,

Anda mungkin berpikir bahwa "dua kali kecepatan cahaya" melanggar teori relativitas, tetapi kecepatan ini bukan kecepatan melalui ruang. Kedua galaksi kita (Bima Sakti) dan bergerak GN-Z11 melalui ruang angkasa dengan kecepatan sederhana beberapa 100 km / s. Resesi hanyalah karena perluasan ruang, dan ruang diizinkan untuk berkembang pada tingkat apa pun yang diinginkan.


Skenario hipotetis yang menekankan perbedaan antara dua jenis pergeseran merah adalah sebagai berikut: Jika seorang emitor dan pengamat adalah wrt stasioner. satu sama lain ketika emitor memancarkan foton, kemudian mulai bergerak menjauh dari satu sama lain saat foton bepergian, kemudian berhenti lagi sebelum pengamat menerima foton, pengamat akan mengukur nol pergeseran merah. Di sisi lain, jika ruang statis ketika emitor memancarkan foton, maka saat foton bepergian tiba-tiba diperluas oleh faktor, katakanlah, empat, dan kemudian statis lagi ketika pengamat menerima foton, pengamat akan mengukur suatu pergeseran merah .z+1=4

pela
sumber
8
Tidakkah akan ada sejumlah galaksi yang tidak diketahui di luar cakrawala kosmologis yang semakin surut? Yang bisa dijawab tentu saja adalah galaksi yang surut tercepat di antara semua galaksi yang dikenal.
nasch
6
@nasch Oh ya, pasti! Kecuali jika pemahaman kita tentang Semesta sangat cacat, kelihatannya (rata-rata) sama di mana-mana dan di segala arah. Saya hanya menggambarkan yang paling jauh yang diamati , dan ketika kita mengamati Universe yang jauh kita melihat ke masa lalu, jadi kita melihat GN-z11 seperti yang terlihat lebih dari 13 Gyr lalu. Lebih banyak galaksi "hampir pasti" di luar GN-z11, dan bahkan di luar batas Alam Semesta yang dapat diamati. Semesta bahkan mungkin tak terbatas, dalam hal ini mereka tidak terbatas pada seberapa cepat galaksi surut.
pela
Baik galaksi kita (Bima Sakti) dan GN-z11 bergerak di luar angkasa dengan kecepatan sedang hanya beberapa km / s. Ini tidak benar. GR berkurang menjadi SR pada skala kecil, dan SR mengatakan tidak ada cara untuk menentukan seberapa cepat sesuatu bergerak "melalui ruang." Saya pikir apa yang Anda maksudkan adalah bahwa 100 km / s adalah kecepatan relatif terhadap aliran Hubble, yang pada dasarnya hanya keadaan gerak rata-rata materi terdekat.
Ben Crowell
@ BenCrowell Anda benar bahwa itu relatif terhadap aliran Hubble. Ini juga relatif terhadap sebagian besar kerangka inersia masuk akal yang dapat Anda pikirkan, kecuali jika Anda memilih kerangka inersia dari beberapa individu, partikel yang bergerak cepat. Saya pikir masuk akal untuk mengatakan bahwa galaksi, bintang, dan sepeda bergerak melintasi ruang. Anda tentu saja bebas memilih kerangka referensi di mana galaksi, atau sepeda, tidak bergerak, tetapi kemudian Anda hanya membuat galaksi lain, atau sepeda, bergerak dengan kecepatan yang agak berbeda.
pela
Jadi jika kecepatan resesi dari galaksi lebih besar dari kecepatan cahaya, kita tidak akan pernah bisa melihat foton yang dipancarkan dari galaksi itu sekarang?
NotTelling
3

Dari apa yang saya tahu saya tidak berpikir mereka mengkategorikan bahwa galaksi khusus ini, misalnya, adalah yang tercepat yang bergerak menjauh dari Galaksi Bimasakti. Ada dua alasan untuk ini:

  • Pertama-tama, ini tidak terlalu penting. Mengukur galaksi mana yang bergerak paling cepat dari kita dapat memiliki beberapa implikasi tetapi tidak banyak. Namun para ilmuwan tertarik pada kecepatan tercepat yang bisa dijauhkan oleh galaksi mana pun dari kita. Tentu saja itu tidak melanggar Teori Relativitas. Dan kecepatan itu lebih cepat dari kecepatan cahaya. Ini beberapa info tambahan:

Konstanta Hubble adalah ukuran seberapa cepat Universe berkembang hari ini dan nilainya telah diukur menjadi 70 km / s per Megaparsec (parsec hanya unit jarak yang sama dengan sekitar 3,26 tahun cahaya, dan Megaparsec adalah juta parsec). Ini berarti bahwa rata-rata, untuk setiap Megaparsec dua galaksi dipisahkan oleh, mereka bergerak menjauh satu sama lain dengan 70 km / s. Oleh karena itu, untuk bergerak menjauh satu sama lain dengan kecepatan cahaya, dua galaksi harus dipisahkan oleh jarak sekitar 4.300 juta parsec. Ini lebih kecil dari jari-jari alam semesta yang dapat diamati, oleh karena itu tidak hanya ada galaksi di alam semesta yang bergerak menjauh dari kita lebih cepat dari cahaya, tetapi kita masih bisa melihatnya!

Sumber: http://curious.astro.cornell.edu/legal-inform/10/104-the-universe/cosmology-and-the-big-bang/expansion-of-the-universe/1066-can-two-galaxies- pindah-dari-satu-lainnya-lebih cepat-dari-cahaya-menengah

  • Kedua, kita tidak dapat benar-benar yakin bahkan jika kita meneliti dengan sangat keras, karena setiap hari kita mendeteksi benda-benda baru yang bersirkulasi di tata surya kita, dan untuk galaksi, kita berbicara tentang jarak yang sangat besar.

Kesimpulan: Jadi itu mungkin, tetapi itu benar-benar memakan waktu dan abstrak, jadi itu bukan sesuatu yang para ilmuwan cari saat ini. Tetapi jika Anda menginginkan beberapa galaksi yang bergerak sangat cepat dari kami, Anda dapat mencari di internet atau membaca beberapa buku dan Anda akan menemukan banyak. Tentu saja, ada galaksi tertentu ini yang saat ini dikategorikan sebagai yang tercepat atau paling redshifted (jika Anda mengerti apa yang saya katakan) yang telah kami deteksi (komentar: terdeteksi) dan itu adalah GN-Z11 . Itu adalah galaksi yang paling jauh ditemukan di seluruh alam semesta yang dapat diamati, sehingga fakta bahwa itu adalah yang tercepat bergerak dari kita masuk akal.

Gaurav Mall
sumber
Sesuatu yang lebih, @pela, juga menempatkan kecepatan GN-Z11 yang bagus. Kerja bagus, @pela!
Gaurav Mall
2
Hai Guarav. Terima kasih! Anda benar bahwa kecepatan sebenarnya bukan konsep penting untuk jarak kosmologis, tetapi tidak benar bahwa kita tidak tahu, atau bahwa itu abstrak. Mungkin memakan waktu, tetapi pergeseran merah adalah konsep yang sangat penting sehingga bermanfaat. Begitu kita mengetahui pergeseran merahnya, kita tahu persis kecepatan resesi galaksi (meskipun tentu saja ada beberapa ketidakpastian dalam nilai konstanta Hubble yang digunakan untuk menghitung kecepatan).
pela
Terima kasih, @pela untuk jawabannya. Ya, saya seharusnya menggunakan kata-kata yang berbeda di sana, sepertinya saya tidak tertarik. Ngomong-ngomong, saya setuju dengan poin Anda tentang pergeseran merah :)
Gaurav Mall
1
Juga, untuk objek pergeseran merah rendah, sebenarnya cukup normal untuk mengutip kecepatan daripada pergeseran merah (karena kecepatan aneh mungkin mendominasi kosmologis).
pela
6
Sama-sama! Sebenarnya, saat ini saya sedang minum kopi dengan pria yang menemukan GN-z11 :)
pela