Apa objek bergerak tercepat di alam semesta?

Kita tahu bahwa tidak ada yang dapat memiliki kecepatan yang tepat lebih besar dari kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Tapi apakah ada benda di ruang angkasa yang dekat dengannya? Adakah komet, atau benda lain yang dilemparkan oleh gravitasi atau ledakan supernova yang terlempar dengan kecepatan luar biasa?

Jawabannya mengejutkan:

Kita.

Dan banyak (jika tidak semua) galaksi lain.

Dan mereka bergerak lebih cepat dari cahaya.

Lihat, alam semesta mengembang, dengan kecepatan yang semakin cepat . Tatanan ruangwaktu itu sendiri membentang, sehingga galaksi tampak saling menjauh. Yang menarik adalah bahwa relativitas tidak melarang mereka bergerak lebih cepat daripada cahaya. Sementara ruang lokal datar dan kecepatan cahaya lokal harus ditegakkan, ini tidak perlu berlaku pada skala global, sehingga dimungkinkan untuk memiliki bingkai yang bergerak menjauh satu sama lain lebih cepat daripada . Memang, ada beberapa galaksi yang bergerak menjauh dari kita lebih cepat dari cahaya ( satu-satunya alasan kita melihatnya adalah bahwa mereka dulu lebih dekat dan bergerak dengan kecepatan lebih lambat$c$). Setiap pasangan galaksi yang berjarak 4200 Mpc dari satu sama lain (yaitu, dengan pergeseran merah 1,4), bergerak menjauh satu sama lain lebih cepat dari cahaya dalam bingkai masing-masing (angka yang dicuri dari halaman yang ditautkan).

Karena satu-satunya cara konsisten untuk berbicara tentang gerakan adalah relatif, kita dapat mengatakan bahwa kita bergerak menjauh dari galaksi lain lebih cepat daripada cahaya, karena kebalikannya juga benar. Ini dapat menempatkan galaksi dalam ember benda yang bergerak paling cepat di alam semesta. Adapun yang tercepat, saya tidak tahu, kita harus menemukan sepasang galaksi yang terpisah paling jauh (jarak diukur dalam bingkai galaksi, tentu saja), tetapi karena alam semesta mungkin lebih dari apa kita amati ¹ , kita tidak bisa menentukan dengan tepat pasangan galaksi yang memang benar.

Bagi mereka yang berpikir bahwa itu adalah kecurangan ² sirkuit pendek pertanyaan dengan ekspansi ruang, ada benda lain yang masuk lebih cepat dari cahaya (mereka tidak objek tercepat di alam semesta meskipun), dan ini dapat ditemukan pada baik 'ol Bumi.

Elektron :

Di kolam pendingin reaktor nuklir ³ , kami memiliki fenomena yang dikenal sebagai radiasi Cerenkov . Pada dasarnya, partikel beta yang dipancarkan bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya dalam air. Ini menciptakan efek yang mirip dengan ledakan sonik, di mana cahaya yang kuat berasal dari medium.

Katakan apa? Kau pikir aku curang lagi ² dengan menempatkan segala sesuatu relatif terhadap kecepatan cahaya dalam medium?

Baiklah, baiklah. Berikut adalah beberapa objek cepat yang tidak memerlukan perluasan ruang untuk menjadi cepat, juga tidak melibatkan tipuan semantik di mana media di mana mereka sedang diukur tidak disebutkan. Banyak yang telah disebutkan oleh astromax.

• Tachyons : Ini adalah partikel yang lebih cepat dari- ini tidak melanggar relativitas selama mereka tidak pernah melambat ke kecepatan subluminal. Namun, tidak ada banyak bukti eksperimental untuk ini. Banyak model BSM yang memprediksi keberadaan mereka. Jadi masih ada beberapa kecurangan di sini, ke masalah bradyonic:$c$

• Gluon : Gluon ini tidak bermassa, dan meskipun tidak terjadi secara bebas (kecuali mungkin di glueballs , meskipun ini kemungkinan besar memiliki massa) mereka melakukan perjalanan di . Tapi ini tidak bisa bergerak dengan kecepatan lain, jadi sekali lagi, ini sedikit curang. Ke materi fermion:$c$

• Neutrinos : Sekarang ini adalah kandidat yang layak. Elektron neutrino diketahui memiliki massa yang sangat, sangat kecil (kita memiliki batas atasnya, yang memberi), dan sebagai hasilnya ia dapat dengan mudah mencapai kecepatan yang sangat tinggi. Letakkan di medan gravitasi, dan itu berjalan lebih cepat. Namun, jika Anda menginginkan objek makroskopis:

• Benda-benda berputar di sekitar lubang hitam yang berputar : Lubang hitam memiliki medan gravitasi yang kuat, dan ketika berputar, mereka dapat memberikan momentum sudut (banyak) ke benda-benda terdekat seperti cakram akresi. Objek yang dekat dengan lubang hitam dipercepat hingga kecepatan yang cukup tinggi. Bahkan, jika suatu benda berada di dalam ergosphere , ia bergerak lebih cepat daripada cahaya dari sudut pandang kerangka referensi tertentu.
• Benda-benda yang jatuh ke dalam lubang hitam : Dari bingkai yang jauh, sebuah benda mempercepat dan mendekati kecepatan cahaya saat benda itu mendekati cakrawala lubang hitam. Kecepatan sewenang-wenang besar yang dibatasi oleh dapat dicapai di sini.$c$
• Jet plasma black hole : Jet yang terlempar keluar dari black hole bisa menjadi relatif cepat satu sama lain.

^{1. Karena ekspansi kosmik, mungkin ada galaksi yang tidak lagi terlihat oleh kita. Beberapa galaksi mungkin tidak pernah terlihat oleh kita, jika kita mulai menonton dari saat galaksi mulai terbentuk.}

^{2. Saya, untuk satu, setuju dengan Anda.}

^{3. Dan tempat-tempat lain di mana Anda memiliki partikel besar yang dipancarkan sangat cepat menjadi medium}

Ada juga partikel mediator lain yang bergerak dengan kecepatan cahaya selain foton. Ini adalah gluon , yang merupakan partikel penukar untuk gaya kuat. Hal aneh tentang gluon adalah bahwa ia tidak pernah dilihat dengan sendirinya (yaitu, di luar koleksi gluon lain).

Juga, meskipun neutrino lakukan sebenarnya memiliki massa, mereka adalah partikel netral. Mengapa saya mengemukakan ini adalah karena dalam ledakan supernova, neutrino dapat tiba sebelum foton dalam beberapa keadaan - mereka tidak berinteraksi dengan partikel bermuatan. Juga, karena mereka adalah partikel yang berinteraksi lemah, mereka melewati sejumlah besar massa (yaitu debu dan gas) sebelum interaksi mungkin terjadi. Artinya, jika Anda dapat mendeteksi neutrino yang berasal dari supernova, maka berpotensi memberi Anda peringatan dini bahwa foton akan segera menyusul. Ini akan memberi Anda waktu untuk mengukur kurva cahayanya (lihat: SNEWS: Sistem Peringatan Dini SuperNova ).

Ada banyak objek yang bergerak cepat dalam astrofisika.

$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}}$

$\alpha<3$

Namun demikian, kesimpulan di atas benar: Di bidang lubang hitam benda utuh dapat memperoleh kecepatan relativistik, yang sebanding dengan kecepatan cahaya .

Ada banyak contoh fisik dari sistem tersebut: lubang hitam megring binary, lubang hitam bergabung dengan bintang-bintang neutron, lubang hitam supermasif dan kurcaci putih, dll. Sementara semua sistem ini didorong untuk merger akhirnya pada kecepatan relativistik, sulit untuk semua dari mereka komponen untuk dikeluarkan dan menjadi mengambang bebas. Sepengetahuan saya, tidak ada benda astrofisika relativistik mengambang bebas yang diketahui, tetapi beberapa di antaranya memang mungkin dihasilkan dari potongan material yang dikeluarkan dengan kecepatan relativistik ringan selama merger yang melibatkan lubang hitam.

Satu kemungkinan langka lainnya adalah memiliki sistem biner yang kompak di bidang lubang hitam supermasif, yang sedang terganggu karena interaksi dengannya. Namun, probabilitas untuk gangguan seperti itu terjadi ketika biner kompak hampir bergabung adalah semakin kecil.

Kelas objek lain di mana-mana adalah jet relativistik, yang merupakan aliran ultrarelativistik plasma, yang diproduksi terutama ketika beberapa pertambahan ke lubang hitam sedang terjadi. Partikel-partikel dalam jet tersebut bergerak pada kecepatan yang sangat relativictic, meskipun sifat tepat dari pembentukan jet belum sepenuhnya dipahami. Akhirnya, ada banyak partikel relativistik hadir di latar belakang, seperti partikel sinar kosmik dan neutrino.

$10^9 K$

Akhirnya, pada tahap-tahap awal Big Bang yang cukup awal, benar-benar segala sesuatu di Semesta bergerak secara relativistik!

Sunting : Beberapa hal lagi yang terlintas dalam pikiran saya setelah itu: 1) Sinar partikel buatan manusia dalam akselerator partikel adalah relativistik, makroskopis, tetapi bukan benda astrofisika. 2) Jika ada kehidupan cerdas di Semesta, ia mungkin juga telah menghasilkan objek relativistik makroskopik, tetapi sekali lagi mungkin bukan astrofisika, skala (seperti wahana antariksa).

5/2013 saya berpikir:

Jika satu googles pertanyaan - Anda mendapatkan kembali jawaban bumi: cheetah, mobil, pesawat terbang. Saya ingin tahu di alam semesta. Saya sedang memikirkan "eksperimen pikiran" dari tangga yang bergerak dengan kecepatan ringan yang cukup untuk masuk ke garasi yang terlalu kecil. Saya beralasan jika tidak ada massa makro (seperti tangga) di alam semesta yang mendekati kecepatan cahaya, apa gunanya eksperimen pemikiran tangga?

Lalu saya membaca tentang seberapa cepat NGC 1365 berputar: "berputar sangat cepat sehingga permukaannya bergerak hampir dengan kecepatan cahaya." Siaran Pers: 2013-07, 2/27/13 01:00:00 EST

Orang pada umumnya membaca bahwa dibutuhkan energi tak terbatas untuk menggerakkan massa ke kecepatan cahaya. Saya telah beralasan inilah mengapa orang umumnya mendengar tentang partikel tak bermassa yang bergerak dengan kecepatan cahaya (foton dan?). Tetapi sekarang kita memiliki NGC 1365 yang berputar pada kecepatan cahaya, dengan dua jumlah massanya, dan putaran. Saya tidak yakin apa "hampir" itu - katakanlah 90% atau?

Meskipun kita berbicara tentang kecepatan putaran, namun pada jarak 2 juta mil, lubang hitam NGC 1365 dengan massa ini pasti adalah massa kecepatan tercepat yang kita ketahui di alam semesta, bukan?

Saya pikir: sebuah artikel mengatakan "Bayangkan sebuah bola lebih dari 2 juta mil" - deskripsi ini adalah diameternya, D = 2.000.000 mil atau 3.218.688 km.

Lingkar objek ini adalah Pi x D = 3,14 x 3.281.688 km = 10.106.680,32 km.

Pertanyaan yang menarik adalah bagaimana rasanya untuk objek yang duduk bersinggungan dengan keliling ["keliling" berarti "Orbit Berputar Paling Stabil", pada titik yang sama dengan garis dan Orbit Berputar Paling Stabil di innermost. Saya kehilangan jejak jika ini meningkatkan akurasi vs presisi? Dengan objek sepanjang 2.000.000 mil, adalah "titik" pada Orbit Edaran Stabil Innermost-nya yang setara dengan semi truk, mobil kecil, kulkas, buku, marmer, molekul, atau atom ???

Berapapun ukuran massa pada titik ini, garis singgung ke Orbit Sirkular Innermost Stabil menggambarkan asimtot dengan panjang "makro". Pergerakan massa di sepanjang asimtot ini menjelaskan kecepatannya, garis lurus. Karenanya ini harus menjadi kecepatan tertinggi, garis lurus, bukan sudut, massa yang kita ketahui di alam semesta. KANAN??? Apakah speed angular vs straight line matter (berpengaruh) pada objek besar. Kami berada di planet yang berputar dan tidak menyadari kecepatannya.

terima kasih, JMc

Bintang-bintang hypervelocity tercepat seharusnya sekitar 900km / s 2 juta mph https://www.space.com/19748-hypervelocity-stars-milky-way.html

Quasar adalah contoh nyata dari materi dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.

Ketika materi yang dipercepat dalam sinar mendekati kecepatan cahaya, jet astrofisika menjadi jet relativistik karena mereka menunjukkan efek dari relativitas khusus.

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