¿Qué estrella / galaxia se aleja más rápido de nosotros?


8

Sé que hemos medido la velocidad con la que muchas estrellas y galaxias se alejan de nosotros usando el desplazamiento Doppler, y sé que cuanto más lejos una estrella / galaxia es más rápido se alejan de nosotros debido a la inflación espacial. Me pregunto, ¿alguien clasificó qué estrella / galaxia se está moviendo hacia nosotros / lejos de nosotros más rápido? ¿Qué tan rápido van en relación con nuestro sistema solar?


55
Otra forma de hacer esta pregunta podría ser "¿Qué objeto tiene el desplazamiento al rojo cosmológico más alto observado z ?"
uhoh

Supongo que las estrellas en el borde mismo del universo observable se alejan más rápido, si de hecho, cuanto más lejos están de nosotros , se alejan más rápido
usuario17915

1
Cuanto más cerca esté una galaxia de satisfacer su criterio, más difícil será detectarla. Dado cualquier objeto que sea actualmente el que tenga el mayor desplazamiento al rojo cosmológico, estamos esencialmente garantizados de que hay otros con un mayor desplazamiento al rojo cosmológico, por lo que no podemos detectarlos. cuanto más rápido se alejan de nosotros debido a la inflación espacial. La cantidad de la que hablar en la ley de Hubble es la velocidad, no la aceleración, y nada de esto tiene nada que ver con la inflación, que es un fenómeno diferente. En realidad no sabemos con certeza si la inflación ocurrió.
Ben Crowell

Respuestas:


18

Cuando una galaxia retrocede de nosotros, la luz que vemos de ella se desplaza hacia el rojo. Para galaxias a distancias cosmológicas, este desplazamiento al rojo es fundamentalmente diferente de un desplazamiento Doppler; Mientras que esto último se debe a una diferencia de velocidad entre el emisor y el receptor, un desplazamiento al rojo cosmológico se debe a los fotones que viajan a través de un espacio en expansión .

Por lo tanto, como comenta @uhoh, su pregunta es equivalente a preguntar "¿Qué galaxia tiene el desplazamiento al rojo más alto medido?". Redshift es posiblemente el concepto más importante en astronomía, y de hecho catalogamos el desplazamiento al rojo de todas las galaxias, si es posible. Para nuestro modelo cosmológico adoptado, el desplazamiento al rojo cosmológico se puede traducir a una velocidad de recesión, una distancia y una edad del Universo cuando se emitió la luz.

La respuesta es GN-z11 ( Oesch et al.2016 ) que tiene un desplazamiento al rojo de . Esto corresponde a una distancia de (es decir, mil millones de años luz) y, por lo tanto, según la ley de Hubble, a una velocidad de recesión de o más del doble de la velocidad de la luz. Además, la luz que vemos hoy se emitió cuando el Universo tenía solo 410 millones de años (es decir, millones de años), o el 3% de su edad actual.z=11.09d=32.2Glyr

v=H0d=670000kms1,

Puede pensar que "el doble de la velocidad de la luz" viola la teoría de la relatividad, pero esta velocidad no es una velocidad a través del espacio. Tanto nuestra galaxia (la Vía Láctea) como GN-z11 se mueven a través del espacio a velocidades modestas de unos 100 km / s. La recesión se debe simplemente a la expansión del espacio, y el espacio se puede expandir a la velocidad que se desee.


Un escenario hipotético que enfatiza la diferencia entre los dos tipos de corrimiento al rojo es el siguiente: si un emisor y un observador son wrt estacionarios. uno al otro cuando el emisor emite un fotón, luego comienzan a alejarse uno del otro mientras el fotón está viajando, luego se detiene nuevamente antes de que el observador reciba el fotón, el observador mediría el desplazamiento al rojo cero. Por otro lado, si el espacio fuera estático cuando el emisor emite el fotón, entonces mientras el fotón viaja se expande repentinamente por un factor de, digamos, cuatro, y luego es estático nuevamente cuando el observador recibe el fotón, el observador mediría un desplazamiento al rojo de .z+1=4


8
¿No habría un número desconocido de galaxias más allá del horizonte cosmológico que retroceden aún más rápido? Por supuesto, todo lo que uno podría responder es que la galaxia retrocede más rápido entre todas las galaxias conocidas.
nasch

66
@nasch ¡Oh sí, definitivamente! A menos que nuestra comprensión del Universo sea severamente defectuosa, se ve (en promedio) igual en todas partes y en todas las direcciones. Solo estoy describiendo el más distante observado , y cuando observamos el Universo distante estamos mirando hacia el pasado, entonces vemos GN-z11 como se veía hace más de 13 Gyr. Más galaxias están "casi seguramente" más allá de GN-z11, e incluso más allá del borde del Universo observable. El Universo puede incluso ser infinito, en cuyo caso no hay límite a la velocidad con que retrocede una galaxia.
pela

Tanto nuestra galaxia (la Vía Láctea) como GN-z11 se mueven a través del espacio a velocidades modestas de unos 100 km / s. Esto no está del todo bien. GR se reduce a SR a escalas pequeñas, y SR dice que no hay forma de definir qué tan rápido se mueve algo "a través del espacio". Creo que lo que probablemente quiere decir es que 100 km / s es la velocidad relativa al flujo del Hubble, que es básicamente el estado de movimiento promedio de la materia cercana.
Ben Crowell

@BenCrowell Tienes razón en que es relativo al flujo del Hubble. También es relativo a la mayoría de los otros marcos inerciales sensibles que se te ocurran, a menos que elijas el marco inercial de alguna partícula individual de movimiento rápido. Creo que tiene sentido decir que las galaxias, las estrellas y las bicicletas se mueven a través del espacio. Por supuesto, puede elegir un marco de referencia en el que una galaxia o una bicicleta no se mueva, pero luego simplemente hace que otras galaxias o bicicletas se muevan a una velocidad algo diferente.
pela

Entonces, si la velocidad de recesión de una galaxia es mayor que la velocidad de la luz, ¿no podremos ver los fotones emitidos por esa galaxia en este momento?
NotTelling

3

Por lo que sé, no creo que hayan categorizado que esta galaxia específica, por ejemplo, es la más rápida que se aleja de la Vía Láctea. Hay dos razones para esto:

  • En primer lugar, esto no es realmente tan importante. Medir qué galaxia se mueve más rápido lejos de nosotros puede tener algunas implicaciones, pero no muchas. Sin embargo, los científicos están interesados ​​en la velocidad más rápida que cualquier galaxia pueda alejarse de nosotros. Eso, por supuesto, no viola la Teoría de la Relatividad. Y esa velocidad es más rápida que la velocidad de la luz. Aquí hay información adicional:

La constante de Hubble es la medida de qué tan rápido se está expandiendo el Universo hoy y su valor se ha medido en 70 km / s por Megaparsec (un parsec es solo una unidad de distancia igual a aproximadamente 3.26 años luz, y un Megaparsec es un millones de parsecs). Esto significa que, en promedio, por cada Megaparsec que separan dos galaxias, se alejan unas de otras en 70 km / s. Por lo tanto, para alejarse entre sí a la velocidad de la luz, dos galaxias tendrían que estar separadas por una distancia de aproximadamente 4,300 millones de parsecs. Esto es más pequeño que el radio del Universo observable, por lo tanto, no solo hay galaxias en el Universo que se alejan de nosotros más rápido que la luz, ¡sino que aún podemos verlas!

Fuente: http://curious.astro.cornell.edu/legal-information/104-the-universe/cosmology-and-the-big-bang/expansion-of-the-universe/1066-can-two-galaxies- alejarse de cada uno más rápido que el intermedio ligero

  • En segundo lugar, no podemos estar seguros incluso si investigamos mucho, porque todos los días detectamos nuevos objetos que circulan en nuestro sistema solar, y para las galaxias, estamos hablando de grandes distancias.

Conclusión: Por lo tanto, es posible, pero en cierto modo requiere mucho tiempo y es abstracto, por lo que no es algo que los científicos estén investigando hoy. Pero si quieres algunas galaxias que se están alejando muy rápido de nosotros, puedes buscar en Internet o leer algunos libros y encontrarás mucho. Por supuesto, existe esta cierta galaxia que en este momento está clasificada como la más rápida o más desplazada al rojo (si comprende lo que digo) que hemos detectado (observación: detectada) y es GN-Z11 . Es la galaxia encontrada más distante en todo el universo observable, por lo que tiene sentido el hecho de que es la que se aleja más rápido de nosotros.


Algo más, @pela, también pone la velocidad de GN-Z11 que es agradable. Buen trabajo, @pela!
Gaurav Mall

2
Hola guarav ¡Gracias! Tienes razón en que la velocidad no es realmente un concepto importante para las distancias cosmológicas, pero no es cierto que no lo sepamos, ni que sea abstracto. Puede llevar mucho tiempo, pero el desplazamiento al rojo es un concepto tan importante que vale la pena. Una vez que conocemos su desplazamiento al rojo, sabemos exactamente la velocidad de recesión de una galaxia (aunque, por supuesto, existe cierta incertidumbre en el valor de la constante de Hubble utilizada para calcular la velocidad).
pela

Gracias, @pela por la respuesta. Sí, creo que debería haber usado diferentes palabras allí, como sin interés. De todos modos, estoy de acuerdo con su punto sobre el desplazamiento al rojo :)
Gaurav Mall

1
Además, para los objetos de bajo desplazamiento al rojo, en realidad es bastante normal citar la velocidad en lugar del desplazamiento al rojo (porque las velocidades particulares pueden dominar la cosmológica).
pela

66
¡De nada! En realidad, ahora estoy tomando café con el tipo que encontró GN-z11 :)
pela
Al usar nuestro sitio, usted reconoce que ha leído y comprende nuestra Política de Cookies y Política de Privacidad.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.