Otázka:
Proč jsou všichni kvasari tak daleko?
Carlos
2015-02-06 02:22:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Proč jsou všichni kvasary tak daleko?

Pokud je vesmír homogenní, mohli bychom očekávat homogenní distribuci kvasarů, ale zdá se, že všichni jsou daleko od Země. Proč?

Pět odpovědi:
Walter
2015-02-06 04:27:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Existují v zásadě dva důvody.

Zaprvé, kvasary jsou vzácné objekty, takže i když jsou homogenně rozloženy ve velkých měřítcích, průměrná vzdálenost je velká. Nejjasnější kvasary jsou navíc ještě vzácnější, ale viditelné na velké vzdálenosti, takže jejich průměrná vzdálenost je ještě větší.

Zadruhé, většina kvasarů byla nejaktivnější při červeném posuvu $ z \ sim2 $. Je to zřejmě proto, že kvasarová aktivita je spouštěna fúzemi galaxií, které přivádějí plyn do galaktických center, aby bylo možné napájet supermasivní černé díry. Sloučení galaxií a tvorba hvězd vyvrcholily na $ z \ sim2 $.

Nakonec existuje určité zkreslení v tom smyslu, že astronomové hledají nejvzdálenější (a tedy nejstarší) objekty, protože jsou zajímavější než blízké objekty, pokud jde o poznání historie formování vesmíru.

Jsem skeptický, že existuje zkreslení vzdálenosti. Kvasary v okolí by byly * velmi * zajímavé. Pokud jde o kvasarovou aktivitu spouštěnou galaktickými spojováními, je pravděpodobné, že budoucí srážka naší galaxie s Andromedou by mohla vytvořit kvasar?
Kvasary v okolí by byly ještě zajímavější (protože umožňují podrobná pozorování), ale všechny jsou dlouho známé. Kvasary se středním rudým posuvem (na $ z \ sim1-4 $) jsou dost a příliš vzdálené pro podrobné vyšetřování.
Srážka M31 s Mléčnou dráhou ve skutečnosti s největší pravděpodobností spustí nějakou kvasarovou aktivitu. Černá díra ve středu M31 je $ ~ 100 $ krát masivnější než díra naší galaxie a může vytvořit docela jasný kvasar.
Hmotnost černé díry je pouze jedním důležitým parametrem. Důležitější je, kolik a jak rychle ho můžete krmit plynem. Andromeda i Mléčná dráha budou mít za 4 miliardy let méně plynu než nyní.
Stále existuje více než dost plynu, aby se vytvořil dobrý kvasar. Kritická otázka zní, kolik z toho se dostává dostatečně blízko k binárnímu souboru černé díry (který se vytvoří) a kolik se toho vlastně přilepí na jednu z děr (místo aby bylo vyhozeno gravitačním prakem).
Rob Jeffries
2015-02-06 06:29:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Narazili jste na hluboké pozorování a téměř jste pochopili jeden z jeho nejdůležitějších důsledků.

Existují dvě formy takzvaného kosmologického principu. Existuje omezenější kosmologický princip, který parafrázuje, že vesmír bude vypadat stejně ve všech směrech s jakýmkoli pozorovatelem kdekoli ve vesmíru současně (tj. ve stejné kosmologické epochě). Existuje také dokonalý kosmologický princip, který říká, že vesmír je homogenní a izotropní v jak prostoru a čase.

Základem byl dokonalý kosmologický princip pro teorii ustáleného stavu vesmíru. Jedním z nejzřejmějších námitek však bylo, že můžeme vidět, že vesmír se vyvinul v čase. Jedním z prvních poznatků toho bylo skutečně pozorování, že kvasary byly častější na velké vzdálenosti, a tudíž častější v minulosti.

Toto pozorování nám tedy říká, že charakteristiky vesmíru se mění s časem a proto je dokonalý kosmologický princip nesprávný.

Mezitím zůstává omezenější kosmologický princip. Pouze tvrdí, že vše by mělo vypadat stejně pro všechny pozorovatele v dané kosmologické epochě; nevyžaduje, aby vesmír vždy vypadal stejně, a proto nevyžaduje, aby hustota konkrétních typů astronomických objektů byla konstantní se vzdáleností.

Aktivita kvazarů dosáhla vrcholu mírným červeným posunem kvůli požadovaným procesům krmení aktivních galaktických jader a konkurenci mezi aktivitou spojování galaxií bohatých na plyn a kalením způsobeným masivní tvorbou hvězd a negativní zpětnou vazbou od samotných AGN. Ukazuje se, že „sladké místo“ pro relativně krátkodobé fáze „kvazarové aktivity“ je na červených posunech 2–3, kde došlo k významné fúzní aktivitě a transportu plynu do centrálních oblastí galaxií, ale že zde nebylo dostatečné čas na úplné vyčerpání plynu v galaxiích s centrálními černými dírami.

Myslím, že [Olberův paradox] (https://en.wikipedia.org/wiki/Olbers%27_paradox) je nejzřetelnější námitkou proti dokonalému kosmologickému principu. Lze jej vyřešit pouze v případě, že je vesmír konečný, ať už v prostoru nebo v čase (nebo obojí, nebo nějaká podivná fyzika, jako je únavné světlo).
Teorie ustáleného stavu samozřejmě přišla dlouho poté, co byl identifikován Olberův paradox. Zastánci ustáleného stavu jednoduše tvrdili, že rozpínání vesmíru jen posunulo světlo od vzdálených objektů. Dokonalý kosmologický princip není v rozporu s pouhou expanzí. Olberův paradox nelze vysvětlit * statickým * vesmírem, který je nekonečný v prostoru a čase.
Dobře, ale teorie ustáleného stavu vyžaduje * podivnou fyziku * (ve smyslu mého předchozího komentáře), jmenovitě generování hmoty z ničeho, jak se vesmír stále rozšiřuje. Teorie ustáleného stavu je ve skutečnosti jen takový nesmysl, že stále přemýšlím nad tím, jak by někdy mohla přilákat tolik pozornosti jako ona.
Teorie ustáleného stavu je samozřejmě v rozporu s mnoha věcmi, včetně tématu mé odpovědi. Stvoření hmoty z ničeho však lze jen stěží považovat za hlavní překážku, pokud alternativou je vytvoření všeho najednou ve velkém třesku! Původ pojmu „velký třesk“ je ve skutečnosti pojmem zesměšňujícím představu, že vše lze vytvořit v jediném okamžiku z ničeho. Fyzika vyžadovaná velkým třeskem je mnohem „podivnější“ (nebo rozhodně o nic méně podivná) než fyzika vyžadovaná teorií ustáleného stavu.
Nesouhlasím s tebou ohledně * podivnosti * stvoření hmoty. S velkým třeskem je omezeno na jednu událost s jasnými pozorovacími důsledky. U teorie ustáleného stavu je vyžadována často a všudypřítomně bez pozorovacích důkazů.
Všimněte si, že výraz „velký třesk“ vynalezl * Fred Hoyle, hlavní zastánce teorie ustáleného stavu, který se vysmívá velkému třesku. (Nefungovalo to ...)
Hoylov výraz „Velký třesk“ nebyl vynalezen, aby se vysmíval Lemaitrovu obrazu, byla to jen docela přístupná a obrazová fráze (viz https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1301/1301.0219.pdf). Všimněte si, že termín „Velký třesk“ se začal objevovat v odborných pojednáních až asi 20 let poté, co Hoyle tento výraz použil, takže kdyby byl výsměšný, nebyl by znovu oprášen. Hoyleovy námitky byly založeny na jeho pohledu na cíle vědy, nikoli na rétorických tricích. Nyní populární myšlenku „věčné inflace“ považoval Hoyle za ospravedlnění svého obrazu v ustáleném stavu, pokud si vezmeme větší pohled!
@kenG Hoylova použití termínu „teorie velkého třesku“ v rozhlasovém vysílání se zdálo výsměchem. V pozdějších rozhovorech tvrdil opak. To je to, o čem váš zdroj pojednává na stranách 15–18. Myslím, že je to všechno v uchu diváka.
Hoyle vždycky říkal, že ten výraz myslel jen obrazně, což má určitou důvěryhodnost, protože to je přesně ten důvod, proč se toho chytil. Myslím, že to dává také dokonalý smysl ve světle skutečnosti, že velký třesk předpokládá, že veškerá hmota vznikla najednou, místo aby stékala ustáleným způsobem. Jaký lepší způsob, jak rozlišovat, než „velký“ třesk versus postupnější proces? Koneckonců, hlavní rozdíl je náhlý vs. postupný původ. (A není to v uchu diváka, protože běžné tvrzení je o Hoylově záměru - že to myslel jako hanlivé.)
adrianmcmenamin
2015-02-17 23:12:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Diskuse o kosmologickém principu výše je velmi relevantní, ale je možné, že ano (slabé) uplatnění antropického principu - jinými slovy, pokud bychom byli v oblasti extrémně energetických fyzikálních jevů, jako jsou kvasary, je nepravděpodobné, že bychom existovali - protože důkazy naznačují, že vývoj inteligentního života trvá značnou dobu a vysoce energetické události to pravděpodobně naruší.

Naznačujete, že naše oblast vesmíru má shodou okolností méně kvasarů, a proto je k životu pohostinnější. To by znamenalo, že jiné oblasti vesmíru budou mít více kvasarů než náš místní region *, pokud jsou pozorovány ve stejné kosmologické epochě *. Zajímavý nápad, ale zatím ne ověřitelný, protože za předpokladu, že Velký třesk byl před 13,8 miliardami let, jednoduše nemůžeme vidět oblasti vesmíru, které jsou staré více než 12,8 miliard let, pokud se nenacházejí do 1 miliardy světelných let.
Pozorování rozložení kvazarů však mohla být poučná. Pokud jsou blízké kvasary vzácné, protože * staré * kvasary jsou vzácné, oblast vzácnosti by měla být zhruba koule soustředěná na nás; pokud je to náhodné, je pravděpodobné, že to bude nějaký jiný tvar, a mohly by existovat i jiné oblasti s několika kvasary.
Máš pravdu. Neměl jsem použít slovo „pravděpodobné“, ale spíše „možné“ a upravím jej tak, aby to odráželo.
+1 za zajímavost. Účinně říkáte, že kosmologický princip nemusí platit pro střední stupnice. Mám podezření, že dopady kvasarů na nás 0,1 $
Argument AGN je silnější, ano. Pokud však vznikly kvasary v oblasti, kde, řekněme v důsledku kvantových efektů a inflace, byla počáteční hustota vesmíru o něco větší (a tudíž byly pravděpodobnější galaktické srážky), které by se v současné epochě mohly projevit v ve velkém měřítku - nemohlo?
Určitě nechcete být ve stejné galaxii jako kvazar, ale nejsou tak nebezpeční. Pokud by Andromeda prošla kvasarem, bylo by nám dobře. (Absolutní velikost kvasaru je asi -26, což znamená, že by byli stejně jasní jako Slunce na vzdálenost 10 ks, takže na 1 000 000 ks (typická blízká Galaxie) by to bylo 10 ** 10 stmívačů nebo -1 mag. Jen jasná hvězda. Žádný problém. Kvasarové jednoduše nesterilizují dostatečně velký objem prostoru, aby platil tento argument.
@RobJeffries Prosím, abych se lišil. V minulosti byla Mléčná dráha čas od času určitě kvasarem (i když relativně malý díky malé hmotnosti Sgr A *), a přesto jsme tady. Myslím, že pokud projdete matematikou, zjistíte, že sterilizační účinek kvazaru je omezen na relativně malou oblast, <1kpc za $ 10 ^ 8M_ \ odot $ SMBH
@Walter „V minulosti“ znamená nezanedbatelný červený posun, že? Byla Mléčná dráha kvazarem / AGN, který by byl detekovatelný například při z = 0,5 někdy za posledních 4,5 miliardy let?
aliential
2018-07-07 16:12:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

v raném vesmíru bylo pro černé díry k dispozici více rozptýlené hmoty v plynné formě. Galaxie byly více mlhavé s rozptýlenou hmotou a méně prázdné, takže BH cestující galaxií mohla zachytit kontinuální oblak hmoty, jak postupovala, což vedlo k obrovským rychlostem zachycení. V té době se většina plynu ještě nezhroutila, aby vytvořila hvězdy, bylo k dispozici více paliva jak pro napájení černých děr, tak pro formování nových hvězd. Velká část tohoto paliva byla následně spotřebována při formování hvězd během prvních několika miliard let po velkém třesku.

enter image description here

Můžete přidat zdroj pro tento graf (jak jej přisoudit, tak poskytnout lidem více informací), pokud jste jej našli jinde - nebo si udělat poznámku, pokud jste jej vytvořili sami? Dík.
graf odtud https://courses.lumenlearning.com/astronomy/chapter/quasars-as-probes-of-evolution-in-the-universe/ našel jej znovu hledáním „časového grafu relativního počtu kvasarů“
Florin Andrei
2018-12-29 00:56:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

„Far away“ = „velmi starý“ v kosmologii.

Všichni kvasari jsou daleko, protože jsou všichni staří. Jedná se o objekty, ke kterým došlo, když byla naše bublina vesmíru mladá. Když se tedy naše dalekohledy dívají daleko do vesmíru, dívají se zpět v čase a pak vidí spoustu kvasarů.

Jsou to většinou obří černé díry pohlcující plyn a prach a kosmické haraburdí, kterých bylo spousta tehdy poblíž těchto černých děr. Poté, co své prostředí vysají, uklidní se a kvasary se v podstatě vypnou.

V naší době se v podstatě nevytvářejí žádné kvasary. V okolí proto nejsou vidět žádné kvasary.

Přesně tak. Vidíte, co bylo předtím. A „dříve“ znamená, že to bylo na jiném místě. Když je vlna zaseknutá ve zdi, odráží se to. Stejně jako u vesmíru jako uzavřené kaluži vody, kdykoli se vlny odrážejí, vidíte je znovu a znovu. Ale to jsou opravdu „staré“ vlny. Představte si vodní bazén, ale odstraňte stěny (neomezené, ale ne neurčité).


Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 3.0, pod kterou je distribuován.
Loading...