¿Cuál es el objeto que se mueve más rápido en el universo?

Sabemos que nada puede tener velocidades adecuadas mayores que la velocidad de la luz en el vacío. ¿Pero hay algún objeto en el espacio que se acerque a él? ¿Algún cometa u otro objeto lanzado por la gravedad o explosiones de supernovas que fueron lanzadas a velocidades increíbles?

La respuesta a esto es sorprendente:

Estamos.

Y muchas (si no todas) otras galaxias.

Y se mueven más rápido que la luz.

Mira, el universo se está expandiendo, a un ritmo acelerado . El tejido del espacio-tiempo en sí mismo se estira, por lo que las galaxias parecen alejarse unas de otras. Lo interesante es que la relatividad no prohíbe que estos se alejen más rápido que la luz. Si bien el espacio local es plano y la velocidad local de la luz debe mantenerse, no es necesario que se mantenga a escala global, por lo que es posible tener marcos que se alejen unos de otros más rápido que . De hecho, hay algunas galaxias que se alejan de nosotros más rápido que la luz ( la única razón por la que las vemos es que solían estar más cerca y se movían a una velocidad más lenta).$c$) Cualquier par de galaxias que están a 4200 Mpc de distancia entre sí (es decir, con un desplazamiento al rojo de 1.4), se alejan unas de otras más rápido que la luz en los marcos de cada una (números robados de la página vinculada).

Dado que la única forma consistente de hablar sobre el movimiento es relativa, se puede decir que nos estamos alejando de otras galaxias más rápido que la luz, ya que lo contrario también es cierto. Esto puede poner galaxias en el cubo de los objetos que se mueven más rápido en el universo. En cuanto a cuál es el más rápido, no lo sé, tendríamos que encontrar un par de galaxias que estén más alejadas (la distancia medida en el marco de la galaxia, por supuesto), pero dado que el universo es probablemente más de lo que observamos ¹ , no podemos identificar el par de galaxias para las cuales esto es cierto.

Para aquellos que piensan que está haciendo trampa ² para cortocircuitar la pregunta con la expansión del espacio, hay otros objetos que van más rápido que la luz (sin embargo, no son los objetos más rápidos del universo), y estos se pueden encontrar en buenas condiciones. Tierra.

Electrones :

En las piscinas de enfriamiento de reactores nucleares ³ , tenemos un fenómeno conocido como radiación de Cerenkov . Básicamente, las partículas beta emitidas se mueven más rápido que la velocidad de la luz en el agua. Esto crea un efecto de origen similar al boom sónico, donde una luz fuerte emana del medio.

¿Que qué? ¿Crees que estoy engañando de nuevo ² al poner todo en relación con la velocidad de la luz en un medio?

De acuerdo, bien. Aquí hay algunos objetos rápidos que no requieren que la expansión del espacio sea rápida, ni implican ningún truco de semántica donde no se menciona el medio en el que se están midiendo. Muchos ya han sido mencionados por astromax.

• Taquiones : son partículas que van más rápido que; esto no viola la relatividad siempre que nunca desaceleren a velocidades subluminales. Sin embargo, no hay mucha (¿alguna?) Evidencia experimental para estos. Sin embargo, muchos modelos BSM predicen su existencia. Así que todavía hay algunas trampas aquí, sobre la materia bradónica:$c$

• $c$

• Neutrinos : ahora estos son candidatos viables. Se sabe que el neutrino electrónico tiene muy, muy poca masa (tenemos un límite superior para él, lo que da), y como resultado puede alcanzar fácilmente velocidades muy altas. Póngalo en un campo gravitacional, y va aún más rápido. Sin embargo, si desea objetos macroscópicos:

• Cosas que giran en espiral alrededor de los agujeros negros giratorios : los agujeros negros tienen un fuerte campo gravitacional y, al rotar, pueden impartir impulso angular (gran cantidad) a objetos cercanos como discos de acreción. Los objetos cercanos a un agujero negro se aceleran a velocidades bastante altas. De hecho, si un objeto está dentro de la ergosfera , se mueve más rápido que la luz desde el punto de vista de ciertos marcos de referencia.
• $c$
• Chorros de plasma de agujero negro : los chorros que salen de los agujeros negros pueden volverse bastante rápidos entre sí.

^{1. Debido a la expansión cósmica, puede haber galaxias que ya no son visibles para nosotros. Es posible que algunas galaxias nunca hayan sido visibles para nosotros, si comenzamos a observar desde cuando las galaxias comenzaron a formarse.}

^{2. Yo, por mi parte, estoy de acuerdo contigo.}

^{3. Y otros lugares donde se emiten partículas masivas muy rápido en un medio}

También hay otra partícula mediadora que se mueve a la velocidad de la luz que no sea el fotón. Este es el gluón , que es la partícula de intercambio para la fuerza fuerte. Lo extraño del gluón es que nunca se ve por sí mismo (es decir, fuera de las colecciones de otros gluones).

Además, aunque los neutrinos sí tienen masa, son partículas neutras. La razón por la que menciono esto es porque en las explosiones de supernovas, los neutrinos pueden llegar antes que los fotones en algunas circunstancias: no interactúan con partículas cargadas. Además, debido a que son partículas que interactúan débilmente, pasan a través de cantidades considerables de masa (es decir, polvo y gas) antes de que pueda ocurrir una interacción. Lo que esto significa es que si pudieras detectar los neutrinos que provienen de una supernova, podría darte una advertencia temprana de que los fotones pronto seguirían. Esto le daría tiempo para medir su curva de luz (ver: SNEWS: El Sistema de Alerta Temprana SuperNova ).

Hay muchos objetos que se mueven rápidamente en astrofísica.

$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}}$

$\alpha<3$

Sin embargo, la conclusión anterior es correcta: en el campo de los agujeros negros, los objetos intactos pueden obtener velocidades relativistas, que son comparables a la velocidad de la luz .

Hay muchos ejemplos físicos de tales sistemas: agujeros negros de fusión binaria, agujeros negros que se fusionan con estrellas de neutrones, agujeros negros supermasivos y enanas blancas, etc. Si bien todos estos sistemas se dirigen a una fusión eventual a velocidades relativistas, es difícil para cualquiera de sus componentes para ser expulsados ​​y flotar libremente. Que yo sepa, no se conocen cuerpos astrofísicos relativistas de flotación libre, pero algunos de ellos probablemente se producen a partir de piezas de material expulsadas a velocidades ligeramente relativistas durante las fusiones que involucran agujeros negros.

Otra posibilidad rara es tener un sistema binario compacto en el campo de un agujero negro supermasivo, que está siendo interrumpido debido a la interacción con él. Sin embargo, la probabilidad de que ocurra tal interrupción cuando el binario compacto está a punto de fusionarse es muy baja.

Otra clase ubicua de objetos son los chorros relativistas, que son corrientes de plasma ultrarelativistas, producidas principalmente cuando se produce una acumulación en un agujero negro. Las partículas en tales chorros se mueven a velocidades altamente relativícticas, aunque la naturaleza exacta de la formación del chorro aún no se comprende completamente. Finalmente, hay muchas partículas relativistas presentes en el fondo, como partículas de rayos cósmicos y neutrinos.

$10^9 K$

Finalmente, en etapas suficientemente tempranas del Big Bang, ¡absolutamente todo en el Universo se movía relativísticamente!

Editar : Algunas cosas más que me vinieron a la mente después: 1) Los haces de partículas artificiales en los aceleradores de partículas son objetos relativistas, macroscópicos, pero no astrofísicos. 2) Si existe vida inteligente en el Universo, también podría haber producido objetos relativistas de escala macroscópica, pero probablemente no astrofísica (como naves espaciales).

5/2013 estaba pensando:

Si uno busca en Google la pregunta, obtiene respuestas de la tierra: guepardo, automóviles, aviones. Quería saber en el universo. Estaba pensando en el "experimento mental" de una escalera que se mueve a la velocidad de la luz y que se contrae lo suficiente como para caber en un garaje demasiado pequeño. Pensé que si NO hay macro masa (como una escalera) en el universo que se acerca a la velocidad de la luz, ¿cuál es el punto del experimento de pensamiento de escalera?

Luego leí sobre lo rápido que gira NGC 1365: "gira tan rápido que su superficie se desplaza casi a la velocidad de la luz". Comunicado de prensa: 2013-07, 2/27/13 01:00:00 PM EST

En general, se lee que se necesitaría energía infinita para mover la masa a la velocidad de la luz. He razonado que esta es la razón por la que generalmente se escucha sobre partículas sin masa que se mueven a la velocidad de la luz (¿fotones y?). Pero ahora tenemos NGC 1365 girando a casi la velocidad de la luz, con sus dos números de masa y giro. No estoy seguro de qué es "casi", digamos 90% o?

A pesar de que estamos hablando de la velocidad de centrifugado, sin embargo, a 2 millones de millas de diámetro, este agujero negro NGC 1365 con masa es seguramente la masa de velocidad más rápida que conocemos en el universo, ¿verdad?

Yo razoné: el artículo dice "Imagine una esfera de más de 2 millones de millas de diámetro": esta descripción es su diámetro, D = 2,000,000 millas o 3,218,688 km.

La circunferencia de este objeto es Pi x D = 3.14 x 3,281,688 km = 10,106,680.32 km.

La pregunta interesante es cómo es para un objeto que se encuentra en la tangente a la circunferencia ["circunferencia" significa "Órbita circular estable más interna", en el punto en común con la línea y la Órbita circular estable más interna]. ¿Pierdo la pista si esto aumenta la precisión frente a la precisión? ¿Con un objeto de 2.000.000 de millas de ancho, es un "punto" en su órbita circular más estable igual a un camión, un automóvil pequeño, un refrigerador, un libro, mármol, molécula o átomo?

Cualquiera que sea el tamaño de la masa en este punto, la tangente a la órbita circular estable más interna describe una asíntota con una longitud "macro". El movimiento de la masa a lo largo de esta asíntota explica su velocidad, línea recta. Por lo tanto, esta tiene que ser la mayor velocidad, línea recta, no angular, masa que conocemos en el universo. ¿¿¿DERECHA??? ¿Importa la velocidad angular frente a la línea recta (tiene efecto) en un objeto grande? Estamos en un planeta girando y no notamos su velocidad.

gracias JMc

Se supone que las estrellas de hipervelocidad más rápidas deben recorrer aproximadamente 900 km / s 2 millones de mph https://www.space.com/19748-hypervelocity-stars-milky-way.html

Los cuásares son un ejemplo obvio de materia con velocidad cercana a la velocidad de la luz.

Cuando la materia acelerada en el haz se aproxima a la velocidad de la luz, los chorros astrofísicos se convierten en chorros relativistas, ya que muestran los efectos de la relatividad especial.

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