Mengapa semua quasar begitu jauh?

13

Jika alam semesta homogen, kita bisa berharap memiliki distribusi quasar yang homogen, tetapi semua itu tampaknya jauh dari Bumi. Mengapa demikian?

quasars Carlos
sumber

8

Pembahasan Prinsip Kosmologis di atas sangat relevan, tetapi ada kemungkinan bahwa penerapan prinsip antropik (lemah) juga sangat lemah - dengan kata lain jika kita berada di wilayah fenomena fisik yang sangat energik, seperti quasar, kita akan menjadi tidak mungkin ada - karena bukti menunjukkan bahwa pengembangan kehidupan cerdas membutuhkan waktu yang cukup lama dan peristiwa yang sangat energik cenderung mengganggu itu.

adrianmcmenamin
sumber

Anda menyarankan bahwa wilayah ruang kita secara kebetulan memiliki lebih sedikit quasar sehingga lebih ramah terhadap kehidupan. Itu akan menyiratkan bahwa wilayah ruang lain akan memiliki lebih banyak quasar daripada wilayah lokal kita ketika diamati pada zaman kosmologis yang sama . Ide yang menarik, tetapi belum dapat diverifikasi, karena anggapan Big Bang adalah 13,8 miliar tahun yang lalu, kita tidak bisa melihat wilayah ruang yang lebih dari 12,8 miliar tahun kecuali jika mereka dalam 1 miliar tahun cahaya.

Keith Thompson

1

Tetapi pengamatan distribusi quasar bisa memberi penerangan. Jika quasar terdekat jarang terjadi karena quasar lama jarang terjadi, wilayah kelangkaan seharusnya kira-kira merupakan bola yang berpusat pada kita; jika acak, kemungkinan besar bentuk lainnya, dan mungkin ada daerah lain dengan sedikit quasar.

Keith Thompson

Kamu benar. Saya seharusnya tidak menggunakan kata "kemungkinan" tetapi "mungkin" dan akan mengeditnya untuk mencerminkan hal itu.

adrianmcmenamin

+1 karena menarik. Anda secara efektif mengatakan bahwa prinsip kosmologis mungkin tidak berlaku pada skala menengah. Saya menduga efek pada kami quasar di akan diabaikan? Jawaban Anda, saya pikir lebih mungkin merupakan jawaban untuk mengapa galaksi kita bukan AGN?

0.1 < z < 0.5

$0.1<z<0.5$

Rob Jeffries

2

Anda tentu tidak ingin berada di galaksi yang sama seperti quasar, tapi mereka tidak yang berbahaya. Jika Andromeda pergi quasar kita akan baik-baik saja. (Magnitudo absolut dari quasar adalah sekitar -26, yang berarti mereka akan seterang Matahari pada jarak 10 pc, jadi pada 1.000.000 pc (khas Galaxy terdekat) itu akan menjadi 10 ** 10 dimmer atau -1 mag. Hanya bintang yang terang. Tidak masalah. Quasar tidak mensterilkan volume ruang yang cukup besar untuk argumen ini menjadi valid.

Mark Olson

20

Pada dasarnya ada dua alasan.

Pertama, quasar adalah benda langka, jadi meskipun tersebar secara homogen dalam skala besar, jarak rata-ratanya besar. Selain itu, quasar paling terang bahkan lebih jarang, tetapi terlihat jarak yang jauh, sehingga jarak rata-rata mereka bahkan lebih besar.

Kedua, sebagian besar quasar paling aktif di redshift . Ini diduga karena aktivitas quasar dipicu oleh merger galaksi, yang membawa gas ke pusat galaksi sehingga lubang hitam supermasif dapat diumpankan. Merger galaksi dan pembentukan bintang memuncak pada . $z\sim2$ $z\sim2$

Akhirnya, ada beberapa bias dalam arti bahwa para astronom mencari objek yang paling jauh (dan karenanya tertua), karena mereka lebih menarik daripada objek terdekat ketika datang untuk belajar tentang sejarah pembentukan alam semesta.

Walter
sumber

Saya ragu bahwa ada bias jarak. Quasar terdekat akan sangat menarik. Adapun aktivitas quasar dipicu oleh merger galaksi, mungkinkah tabrakan masa depan galaksi kita dengan Andromeda dapat membuat quasar?

Keith Thompson

1

Quasar terdekat akan lebih menarik (karena mereka memungkinkan pengamatan rinci), tetapi semua itu sudah lama diketahui. Quasar-redshift quasar (di ) banyak dan terlalu jauh untuk diselidiki secara terperinci.

z \sim 1 - 4

$z\sim1-4$

Walter

Memang, tabrakan M31 dengan Bima Sakti kemungkinan besar akan memicu beberapa aktivitas quasar. Lubang hitam di pusat M31 adalah kali lebih besar dari galaksi kita dan dapat menghasilkan quasar yang cukup cerah.

100

$~100$

Walter

1

Massa lubang hitam hanya satu parameter penting. Yang lebih penting adalah seberapa banyak dan seberapa cepat Anda dapat memberinya makan dengan gas. Baik Andromeda dan Bima Sakti akan memiliki lebih sedikit gas dalam 4 miliar tahun daripada sekarang.

Rob Jeffries

Masih ada lebih dari cukup gas untuk menghasilkan quasar yang baik. Pertanyaan kritisnya adalah berapa banyak yang disalurkan cukup dekat ke biner lubang hitam (yang akan terbentuk) dan kemudian berapa banyak yang akan benar-benar mengalir ke salah satu lubang (daripada dikeluarkan melalui katapel gravitasi).

Walter

14

Anda telah menemukan pengamatan mendalam dan hampir menangkap salah satu konsekuensi terpentingnya.

Ada dua bentuk yang disebut prinsip kosmologis. Ada prinsip kosmologis yang lebih terbatas , yang untuk parafrase, mengatakan bahwa alam semesta akan terlihat sama di semua arah untuk setiap pengamat di mana saja di alam semesta pada waktu yang sama (yaitu pada zaman kosmologis yang sama). Ada juga Prinsip Kosmologis Sempurna , yang mengatakan bahwa alam semesta ini homogen dan isotropik baik dalam ruang maupun waktu.

Prinsip Kosmologis Sempurna adalah fondasi untuk teori steady state dari alam semesta. Namun, salah satu keberatan paling jelas terhadap hal ini adalah bahwa kita dapat melihat bahwa alam semesta telah berevolusi dalam waktu. Salah satu realisasi pertama dari ini adalah memang pengamatan bahwa quasar lebih umum pada jarak yang jauh dan karenanya lebih umum di masa lalu.

Dengan demikian pengamatan ini memberi tahu kita bahwa karakteristik alam semesta berubah seiring waktu dan oleh karena itu prinsip kosmologis yang sempurna tidak benar.

Sementara itu, Prinsip Kosmologis yang lebih terbatas tetap ada. Ini hanya menegaskan bahwa semuanya harus terlihat sama untuk semua pengamat pada zaman kosmologis yang diberikan; ia tidak memerlukan alam semesta untuk terlihat sama setiap saat dan oleh karena itu tidak memerlukan kerapatan objek astronomi tertentu untuk konstan dengan jarak.

Aktivitas quasar memuncak pada pergeseran merah moderat karena proses pemberian makan inti galaksi aktif yang aktif dan persaingan antara aktivitas merger galaksi kaya gas dan pendinginan yang disebabkan oleh pembentukan bintang masif dan umpan balik negatif dari AGN sendiri. Tampaknya "sweet spot" untuk fase yang relatif singkat dari "aktivitas quasar" ada di redshifts 2-3 di mana ada aktivitas merger yang signifikan dan pengangkutan gas ke wilayah pusat galaksi, tetapi tidak ada cukup waktu untuk sepenuhnya membuang gas di galaksi dengan lubang hitam pusat.

Rob Jeffries
sumber

Saya pikir paradoks Olber adalah keberatan yang paling jelas terhadap prinsip kosmologis yang sempurna. Ia hanya dapat diselesaikan jika alam semesta terbatas, baik dalam ruang atau waktu (atau keduanya atau beberapa fisika aneh seperti cahaya yang melelahkan).

Walter

1

Teori steady state tentu saja muncul jauh setelah paradoks Olber diidentifikasi. Para pendukung kondisi mapan hanya berpendapat bahwa perluasan alam semesta hanya menumbangkan cahaya dari objek yang jauh. Prinsip kosmologis yang sempurna tidak bertentangan dengan ekspansi sederhana. Paradoks Olber tidak dapat dijelaskan oleh alam semesta statis yang tak terbatas dalam ruang dan waktu.

Rob Jeffries

Oke, tetapi teori keadaan steade membutuhkan fisika aneh (dalam arti komentar saya sebelumnya), yaitu generasi materi dari ketiadaan saat alam semesta terus mengembang. Faktanya, teori steade state hanyalah sampah sehingga saya terus bertanya-tanya bagaimana hal itu dapat menarik perhatian sebanyak itu.

Walter

2

Teori steady state tentu saja bertentangan dengan banyak hal, termasuk topik jawaban saya. Namun, penciptaan materi dari ketiadaan hampir tidak dapat dianggap sebagai penghalang utama jika alternatifnya adalah penciptaan segala sesuatu dalam satu kesempatan besar! Memang, asal usul istilah "big-bang" adalah sebagai istilah untuk menertawakan gagasan bahwa segala sesuatu dapat dibuat dalam sekejap dari ketiadaan. Fisika yang dibutuhkan oleh big-bang jauh lebih "aneh" (atau tentunya tidak kalah aneh) daripada yang dibutuhkan oleh teori kondisi mapan.

Rob Jeffries

1

Perhatikan bahwa istilah "Big Bang" diciptakan oleh Fred Hoyle, pendukung utama teori steady-state untuk mengejek Big Bang. (Tidak berhasil ...)

Mark Olson

1

Ada lebih banyak gas di sekitar yang akan diperoleh pada awal sejarah alam semesta. Saat itu, sebagian besar gas belum runtuh untuk membentuk bintang, jadi ada lebih banyak bahan bakar yang tersedia untuk memberi makan lubang hitam dan pembentukan bintang baru. Sebagian besar bahan bakar itu kemudian dikonsumsi dalam pembentukan bintang selama beberapa miliar tahun pertama setelah big bang.

com. dimengerti
sumber

Bisakah Anda menambahkan sumber untuk grafik ini (untuk kedua atribut itu, dan memberi orang sumber informasi lebih lanjut) jika Anda menemukannya di tempat lain - atau membuat catatan, jika Anda membuatnya sendiri? Terima kasih.

HDE 226868

grafik dari sini courses.lumenlearning.com/astronomy/chapter/… menemukannya lagi dengan mencari "grafik waktu quasar angka relatif"

com.prehensible

0

"Jauh" = "sangat tua" dalam kosmologi.

Semua quasar berada jauh karena semuanya sudah tua. Ini adalah benda-benda yang terjadi ketika gelembung Semesta kita masih muda. Jadi ketika teleskop kita melihat jauh ke luar angkasa, mereka melihat ke masa lalu, dan melihat banyak quasar saat itu.

Mereka sebagian besar lubang hitam raksasa melahap gas dan debu dan sampah kosmik, yang ada banyak saat itu di dekat lubang hitam ini. Setelah mereka membersihkan lingkungan mereka, mereka tenang dan quasar pada dasarnya mati.

Pada dasarnya tidak ada quasar yang terbentuk di zaman kita. Karenanya tidak ada quasar yang terlihat di dekatnya.

Florin Andrei
sumber

Persis. Apa yang Anda lihat adalah apa yang sebelumnya. Dan "sebelum" berarti tempat itu berbeda. Ketika gelombang menempel di dinding, itu mencerminkan. Sama seperti dengan Semesta sebagai genangan air tertutup, setiap kali ombak memantul, Anda melihatnya berulang kali. Tapi ini benar-benar gelombang "lama". Bayangkan saja kolam air, tetapi hilangkan dinding (tak terbatas, tetapi tidak terbatas).

sanaris

Mengapa semua quasar begitu jauh?

Jawaban: