С какой скоростью галактика или другое тело может (или может) перемещаться?

Наша Солнечная система движется в космосе со средней скоростью 515 000 миль в час, а наша галактика — со скоростью 1,3 миллиона миль в час. Какое зафиксировано самое быстрое движение тела в космосе и какое самое быстрое движение во Вселенной может совершить черная дыра или галактика?

Теперь вопрос подчеркивает, что это должно быть небесное тело, и в этом случае мои рассуждения о частицах не очень подходят…
@pela не стесняйтесь пересматривать его, чтобы он соответствовал вашему ответу.

Ответы (2)

Хаббловские скорости

Вселенная расширяется и уносит галактики друг от друга с относительной скоростью, пропорциональной расстоянию между ними. Это закон Хаббла, и если Вселенная бесконечно велика, нет предела тому, насколько быстро две галактики могут удаляться друг от друга. В наблюдаемой нами Вселенной самая далекая наблюдаемая галактика (GN-z11; Оеш и др., 2016 ) удаляется от Млечного Пути со скоростью, более чем в два раза превышающей скорость света ( с ≃ 300 000 к м с − 1 ).

Пекулярные скорости

Однако это не движение в пространстве , о котором, кажется, вы спрашиваете. Ничто не может путешествовать в пространстве быстрее скорости света.

Галактики обычно движутся в пространстве со скоростями порядка нескольких 100 к м с − 1 ; в массивных скоплениях они могут приобретать скорости в несколько 1000 к м с − 1 (например , Караченцев и др., 2006 г. ). Эти так называемые пекулярные скорости относятся. к «глобальной» системе отсчета, т. е. к системе отсчета, в которой неподвижно находится наблюдатель, следящий за космическим расширением. Это также кадр, в котором космический микроволновый фон (статистически) одинаков во всех направлениях. †

Черные дыры, звезды, планеты и газовые облака перемещаются в системе отсчета своих галактик с характерными скоростями порядка 100 к м с − 1 , так что это обычно будет меньше, чем у их родительской галактики, если галактика находится в большом скоплении.

Когда массивные небесные тела, такие как нейтронные звезды или черные дыры, сливаются, они достигают скорости порядка половины скорости света, как обсуждается далее в ответе Роба Джеффриса. Это измеряется в системе координат центра масс.

Скорости частиц

РЕДАКТИРОВАТЬ: следующее было написано до того, как вопрос был изменен, чтобы подчеркнуть небесные тела: для малых частиц, таких как космические лучи, обнаружены гораздо более высокие скорости; это массивные частицы, ускоренные до экстремальных энергий, например, при взрывах сверхновых. Рекордсменом среди таких частиц до сих пор остается (я думаю) так называемая частица «Боже мой », которая путешествовала со скоростью 0,9999999999999999999999951 с (в системе отсчета Земли), намного быстрее, чем скорости, достигнутые в Большом адронном коллайдере.

† Конечно, вы всегда можете определить систему отсчета, которая движется почти со скоростью света, так что все объекты приобретают эту скорость «искусственно», но тогда Вселенная уже не изотропна.

Как определяются эти скорости? Я думал, что мы можем измерять только относительные скорости, а они указаны как абсолютные значения.
@jmh Да, ты прав. Я думаю, что было бы слишком много вдаваться в это, но вы правы, что это не должно остаться незамеченным, поэтому я отредактирую.
Пытаясь понять, мы на самом деле не видим, как GN-z11 удаляется от скорости, вдвое превышающей скорость света, верно? Мы видим, как его прошлый образ удаляется от нас с заданной скоростью, и из этого делаем вывод, насколько далеко он удаляется от нас «сейчас» (поскольку это действительно что-то значит), а это означало бы, что свет, излучаемый им «сейчас», никогда не исчезнет. нас ?
@Guiroux Мы не измеряем его скорость, как в «измерьте его расстояние сейчас , измерьте расстояние через 1 секунду и возьмите разницу» (я знаю, что вы это знаете). Мы видим его изображение из прошлого и измеряем его красное смещение. По красному смещению (и предполагая, что наша модель космологии верна) мы можем рассчитать, что прямо сейчас GN-z11 увеличивает свое расстояние от MW со скоростью, вдвое превышающей скорость света. Мы также можем рассчитать, как быстро она удалялась от нас, когда излучала свет, который мы видим сейчас. Возможно, вы удивитесь, узнав, что в то время он удалялся со скоростью, в четыре раза превышающей скорость света :)
@pela ну, я действительно позволил себе задать такие вопросы, потому что у меня было представление о том, как мы можем измерить такую ​​​​скорость, используя красное смещение, такие ультра элементарные вещи. Что касается этой части: «Возможно, вы удивитесь, узнав, что в то время она удалялась со скоростью, в четыре раза превышающей скорость света», я просто не понимаю, как это возможно, но я проведу исследование, чтобы понять это. Спасибо за ваше время.
@Guiroux Я знаю, это кажется парадоксом. Всего несколько подсказок: когда свет покидал GN-z11, он удалялся от GN-z11 с v = c, поэтому, поскольку GN-z11 и MW удалялись от других при v ~ 4c, свет увеличивал свое расстояние от MW с v ~ 3c. . Но постепенно свет удалялся все быстрее и быстрее от GN-z11, и удалялся от MW все медленнее и медленнее, пока в какой-то момент он не начал приближаться к MW все быстрее и быстрее и в конце концов «догнал» нас. Посмотрите на головоломку с муравьем на резиновой веревке .

Если речь идет о каких-либо значимых небесных телах, то это будут относительные скорости пары сливающихся черных дыр.

Типичная относительная скорость из-за орбитальной скорости компонентов черной дыры непосредственно перед слиянием превышает половину скорости света.

Ничто не может сравниться с этим в галактическом масштабе. Типичные пекулярные скорости галактик в скоплении составляют от нескольких сотен до нескольких тысяч км/с.

На графике ниже показаны предполагаемые относительные скорости (внизу) слияния черных дыр на основе первого обнаружения гравитационных волн LIGO.

Слияние черных дыр

С какой скоростью галактика или другое тело может (или может) перемещаться?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v