Quelle étoile / galaxie s'éloigne le plus rapidement de nous?


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Je sais que nous avons mesuré la vitesse à laquelle beaucoup d'étoiles et de galaxies s'éloignent de nous en utilisant le décalage Doppler, et je sais que plus une étoile / galaxie est éloignée, plus elles accélèrent loin de nous en raison de l'inflation spatiale. Je me demande, est-ce que quelqu'un a catégorisé quelle étoile / galaxie se déplace vers nous / loin de nous le plus rapidement? À quelle vitesse vont-ils par rapport à notre système solaire?


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Une autre façon de poser cette question pourrait être: "Quel objet a le décalage cosmologique le plus élevé z observé ?"
uhoh

Je suppose que les étoiles au bord de l'univers observable s'éloignent le plus rapidement, si en effet plus elles sont éloignées de nous, elles s'éloignent plus vite
user17915

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Plus une galaxie est proche de satisfaire votre critère, plus elle est difficile à détecter. Étant donné tout objet qui est actuellement celui avec le plus grand décalage vers le rouge cosmologique, nous sommes essentiellement garantis qu'il y en a d'autres avec un plus grand décalage vers le rouge cosmologique, c'est pourquoi nous ne pouvons pas les détecter. plus ils accélèrent loin de nous en raison de l'inflation spatiale. La quantité dont il faut parler dans la loi de Hubble est la vitesse, pas l'accélération, et rien de tout cela n'a à voir avec l'inflation, qui est un phénomène différent. En fait, nous ne savons pas avec certitude si l'inflation s'est produite.
Ben Crowell

Réponses:


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Lorsqu'une galaxie s'éloigne de nous, la lumière que nous en voyons est décalée vers le rouge. Pour les galaxies à des distances cosmologiques, ce décalage vers le rouge est fondamentalement différent d'un décalage Doppler; alors que ce dernier est dû à une différence de vitesse entre l'émetteur et le récepteur, un décalage vers le rouge cosmologique est dû aux photons voyageant à travers un espace en expansion.

Par conséquent, comme le commente @uhoh, votre question équivaut à demander "Quelle galaxie a le redshift mesuré le plus élevé?". Redshift est sans doute le concept le plus important en astronomie, et en fait, nous cataloguons le redshift de toutes les galaxies, si possible. Pour notre modèle cosmologique adopté, le décalage cosmologique vers le rouge peut être traduit à la fois par une vitesse de récession, une distance et un âge de l'Univers lorsque la lumière a été émise.

La réponse est GN-z11 ( Oesch et al. 2016 ) qui a un décalage vers le rouge dez=11.09. Cela correspond à une distance ded=32.2Glyr (c'est-à-dire milliards d'années-lumière), et donc, par la loi de Hubble, à une vitesse de récession de

v=H0d=670000kms1,
ou plus de deux fois la vitesse de la lumière. De plus, la lumière que nous voyons aujourd'hui a été émise alors que l'Univers n'avait que 410 Myr (soit millions d'années), soit 3% de son âge actuel.

Vous pouvez penser que "deux fois la vitesse de la lumière" viole la théorie de la relativité, mais cette vitesse n'est pas une vitesse à travers l' espace. Notre galaxie (la Voie lactée) et le GN-z11 se déplacent dans l' espace à des vitesses modestes de quelques 100 km / s. La récession est simplement due à l'expansion de l'espace, et l'espace est autorisé à s'étendre au rythme souhaité.


Un scénario hypothétique qui met l'accent sur la différence entre les deux types de redshifts est le suivant: Si un émetteur et un observateur sont stationnaires par rapport au poids. mutuellement lorsque l'émetteur émet un photon, puis commence à s'éloigner les uns des autres pendant que le photon se déplace, puis s'arrête à nouveau avant que l'observateur ne reçoive le photon, l'observateur mesurerait un décalage vers le rouge nul. D'un autre côté, si l'espace était statique lorsque l'émetteur émet le photon, alors que le photon se déplace soudainement élargi d'un facteur, disons, de quatre, puis était à nouveau statique lorsque l'observateur reçoit le photon, l'observateur mesurerait un redshift dez+1=4.


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N'y aurait-il pas un nombre inconnu de galaxies au-delà de l'horizon cosmologique qui reculent encore plus vite? Tout ce que l'on pourrait bien sûr répondre, c'est que la galaxie recule le plus rapidement parmi toutes les galaxies connues.
nasch

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@nasch Oh oui, certainement! À moins que notre compréhension de l'Univers soit gravement défectueuse, elle semble (en moyenne) la même partout et dans toutes les directions. Je ne décris que le plus éloigné observé , et lorsque nous observons l'Univers lointain, nous regardons le passé, nous voyons donc GN-z11 tel qu'il ressemblait il y a plus de 13 Gyr. Plus de galaxies sont "presque sûrement" au-delà de GN-z11, et même au-delà du bord de l'Univers observable. L'Univers peut même être infini, auquel cas il n'y a pas de limite à la vitesse de retrait d'une galaxie.
pela

Notre galaxie (la Voie lactée) et le GN-z11 se déplacent dans l'espace à des vitesses modestes de quelques 100 km / s. Ceci n'est pas tout à fait vrai. GR se réduit à SR à petite échelle, et SR dit qu'il n'y a aucun moyen de définir la vitesse à laquelle quelque chose se déplace "dans l'espace". Je pense que ce que vous voulez dire, c'est que 100 km / s est la vitesse par rapport à l'écoulement Hubble, qui est essentiellement l'état de mouvement moyen de la matière proche.
Ben Crowell

@BenCrowell Vous avez raison, c'est par rapport au flux Hubble. Il est également relatif à la plupart des autres cadres inertiels sensibles auxquels vous pouvez penser, à moins que vous ne choisissiez le cadre inertiel d'une particule individuelle en mouvement rapide. Je pense qu'il est logique de dire que les galaxies, les étoiles et les vélos se déplacent dans l'espace. Vous êtes bien sûr libre de choisir un cadre de référence où une galaxie ou un vélo ne bouge pas , mais vous faites simplement bouger d'autres galaxies ou vélos à une vitesse quelque peu différente.
pela

Donc, si la vitesse de récession d'une galaxie est supérieure à la vitesse de la lumière, nous ne pourrons jamais voir les photons émis par cette galaxie en ce moment?
NotTelling

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D'après ce que je sais, je ne pense pas qu'ils aient catégorisé que cette galaxie spécifique, par exemple, est la plus rapide s'éloignant de la galaxie de la Voie lactée. Il y a deux raisons à cela:

  • Tout d'abord, ce n'est pas vraiment important. Mesurer quelle galaxie se déplace le plus rapidement loin de nous peut avoir des implications mais pas beaucoup. Les scientifiques sont cependant intéressés par la vitesse la plus rapide qu'une galaxie puisse s'éloigner de nous. Bien entendu, cela ne viole pas la théorie de la relativité. Et cette vitesse est plus rapide que la vitesse de la lumière. Voici quelques informations supplémentaires:

La constante de Hubble est la mesure de la vitesse à laquelle l'Univers se développe aujourd'hui et sa valeur a été mesurée à 70 km / s par mégaparsec (un parsec est juste une unité de distance égale à environ 3,26 années-lumière, et un mégaparsec est un millions de parsecs). Cela signifie qu'en moyenne, pour chaque Megaparsec deux galaxies sont séparées par, elles s'éloignent l'une de l'autre de 70 km / s. Par conséquent, pour s'éloigner l'une de l'autre à la vitesse de la lumière, deux galaxies devraient être séparées d'une distance d'environ 4 300 millions de parsecs. C'est plus petit que le rayon de l'Univers observable, donc non seulement il y a des galaxies dans l'Univers qui s'éloignent de nous plus rapidement que la lumière, mais nous pouvons toujours les voir!

Source: http://curious.astro.cornell.edu/legal-information/104-the-universe/cosmology-and-the-big-bang/expansion-of-the-universe/1066-can-two-galaxies- s'éloigner les uns des autres plus rapidement que la lumière intermédiaire

  • Deuxièmement, nous ne pouvons pas vraiment être sûrs, même si nous recherchons très fort, car chaque jour nous détectons de nouveaux objets circulant dans notre système solaire, et pour les galaxies, nous parlons de méga-grandes distances.

Conclusion: Donc, c'est possible, mais c'est vraiment long et abstrait d'une certaine manière, donc ce n'est pas quelque chose que les scientifiques étudient aujourd'hui. Mais si vous voulez des galaxies qui s'éloignent très rapidement de nous, vous pouvez rechercher sur Internet ou lire des livres et vous en trouverez beaucoup. Bien sûr, il y a cette certaine galaxie qui est actuellement classée comme la plus rapide ou la plus décalée vers le rouge (si vous comprenez ce que je dis) que nous avons détectée (remarque: détectée) et c'est GN-Z11 . C'est la galaxie trouvée la plus éloignée de tout l'univers observable, donc le fait qu'elle s'éloigne le plus rapidement de nous est logique.


Quelque chose de plus, @pela, met également la vitesse du GN-Z11 qui est agréable. Bon travail, @pela!
Gaurav Mall

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Salut Guarav. Merci! Vous avez raison de dire que la vitesse n'est pas vraiment un concept important pour les distances cosmologiques, mais ce n'est pas vrai que nous ne savons pas, ni que c'est abstrait. Cela peut prendre du temps, mais le redshift est un concept si important qu'il en vaut la peine. Une fois que nous connaissons son décalage vers le rouge, nous connaissons exactement la vitesse de récession d'une galaxie (bien qu'il y ait bien sûr une certaine incertitude dans la valeur de la constante de Hubble utilisée pour calculer la vitesse).
pela

Merci, @pela pour la réponse. Oui, j'aurais dû utiliser des mots différents ici, comme pas d'intérêt je pense. Quoi qu'il en soit, je suis d'accord avec votre point sur le redshift :)
Gaurav Mall

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En outre, pour les objets à faible décalage vers le rouge, il est en fait tout à fait normal de citer la vitesse plutôt que le décalage vers le rouge (car des vitesses particulières peuvent dominer le cosmologique).
pela

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Vous êtes les bienvenus! En fait, en ce moment, je bois du café avec le gars qui a trouvé GN-z11 :)
pela
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