Pourquoi tous les quasars sont-ils si loin?

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Si l'univers est homogène, nous pourrions nous attendre à une distribution homogène des quasars, mais tous semblent alors très éloignés de la Terre. Pourquoi donc?

quasars

— Carlos
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La discussion du principe cosmologique ci-dessus est très pertinente, mais il est possible qu'il en soit de même d'une application (faible) du principe anthropique - en d'autres termes, si nous étions dans une région de phénomènes physiques extrêmement énergétiques, tels que les quasars, nous serions peu probable d'exister - car les preuves suggèrent que le développement de la vie intelligente prend un temps considérable et que des événements très énergétiques sont susceptibles de perturber cela.

— adrianmcmenamin
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Vous suggérez que notre région de l'espace se trouve par hasard avoir moins de quasars et est donc plus hospitalière à la vie. Cela impliquerait que d'autres régions de l'espace auront plus de quasars que notre région locale quand elles sont observées à la même époque cosmologique . Une idée intéressante, mais pas encore vérifiable, car en supposant que le Big Bang a eu lieu il y a 13,8 milliards d'années, nous ne pouvons tout simplement pas voir des régions de l'espace qui ont plus de 12,8 milliards d'années à moins qu'elles ne soient à moins d'un milliard d'années-lumière.

— Keith Thompson

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Mais les observations des distributions de quasars pourraient être éclairantes. Si les quasars proches sont rares parce que les anciens quasars sont rares, la région de rareté devrait être à peu près une sphère centrée sur nous; s'il est aléatoire, il est plus susceptible d'avoir une autre forme, et il pourrait bien y avoir d'autres régions avec peu de quasars.

— Keith Thompson

Tu as raison. Je n'aurais pas dû utiliser le mot «probable» mais plutôt «possible» et le modifierai pour refléter cela.

— adrianmcmenamin

0.1 < z < 0.5

$0.1<z<0.5$

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Vous ne voulez certainement pas être dans la même galaxie qu'un quasar, mais ils ne sont pas si dangereux. Si Andromède devenait quasar, tout irait bien. (La magnitude absolue d'un quasar est d'environ -26, ce qui signifie qu'il serait aussi brillant que le soleil à une distance de 10 pc, donc à 1000000 pc (galaxie voisine typique), ce serait 10 ** 10 gradateur ou -1 mag. Juste une étoile brillante. Pas de problème. Les quasars ne stérilisent tout simplement pas un volume d'espace suffisamment grand pour que cet argument soit valide

— Mark Olson

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Il y a essentiellement deux raisons.

Premièrement, les quasars sont des objets rares, donc même s'ils sont répartis de manière homogène à grande échelle, la distance moyenne est grande. De plus, les quasars les plus brillants sont encore plus rares, mais visibles à de grandes distances, donc leur distance moyenne est encore plus grande.

$z\sim2$ $z\sim2$

Enfin, il existe un certain biais dans le sens où les astronomes recherchent les objets les plus éloignés (et donc les plus anciens), car ils sont plus intéressants que les objets voisins lorsqu'il s'agit de se renseigner sur l'histoire de la formation de l'univers.

— Walter
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Je suis sceptique quant à un biais de distance. Les quasars à proximité seraient très intéressants. Quant à l'activité des quasars déclenchée par les fusions galactiques, est-il probable que la future collision de notre galaxie avec Andromède puisse créer un quasar?

— Keith Thompson

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z \sim 1 - 4

$z\sim1-4$

100

$~100$

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La masse du trou noir n'est qu'un paramètre important. Le plus important est de savoir combien et à quelle vitesse vous pouvez le nourrir avec du gaz. Andromeda et la Voie lactée auront moins de gaz en 4 milliards d'années qu'aujourd'hui.

— Rob Jeffries

Il y a encore plus qu'assez de gaz pour faire un bon quasar. La question critique est de savoir quelle quantité est canalisée suffisamment près du binaire du trou noir (qui se formera), puis combien s'accumulera réellement sur l'un des trous (plutôt que d'être éjecté via une fronde gravitationnelle).

— Walter

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Vous êtes tombé sur une observation profonde et avez presque saisi l'une de ses conséquences les plus importantes.

Il existe deux formes du principe dit cosmologique. Il y a le principe cosmologique plus limité qui, pour paraphraser, dit que l'univers se ressemblera dans toutes les directions à n'importe quel observateur n'importe où dans l'univers en même temps (c'est-à-dire à la même époque cosmologique). Il existe également un Principe Cosmologique Parfait , qui dit que l'univers est homogène et isotrope à la fois dans l' espace et dans le temps.

Le principe cosmologique parfait était le fondement de la théorie de l'état stationnaire de l'univers. Cependant, l'une des objections les plus évidentes à cela était que nous pouvons voir que l'univers a évolué avec le temps. L'une des premières réalisations de ce constat a en effet été l'observation que les quasars étaient plus courants à grande distance et donc plus courants dans le passé.

Ainsi cette observation nous dit que les caractéristiques de l'univers changent avec le temps et donc que le principe cosmologique parfait est incorrect.

Le principe cosmologique plus limité demeure quant à lui. Il affirme seulement que tout devrait ressembler à tous les observateurs à une époque cosmologique donnée; il n'exige pas que l'univers ait la même apparence à tout moment et ne nécessite donc pas que la densité de certains types d'objets astronomiques soit constante avec la distance.

L'activité des quasars a culminé à des décalages vers le rouge modérés en raison des processus d'alimentation requis des noyaux galactiques actifs et de la compétition entre l'activité de fusion des galaxies riches en gaz et l'extinction causée par la formation massive d'étoiles et la rétroaction négative de l'AGN elles-mêmes. Il semble que le "point idéal" pour les phases relativement courtes de "l'activité de quasar" se situe à des décalages vers le rouge de 2-3 où il y avait une importante activité de fusion et le transport de gaz dans les régions centrales des galaxies, mais qu'il n'y avait pas eu suffisamment le temps d'épuiser complètement le gaz dans les galaxies avec des trous noirs centraux.

— Rob Jeffries
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Je pense que le paradoxe d'Olber est l'objection la plus évidente au principe cosmologique parfait. Il ne peut être résolu que si l'univers est fini, soit dans l'espace soit dans le temps (ou les deux ou une physique étrange comme la lumière fatigante).

— Walter

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La théorie de l'état stationnaire est bien sûr apparue longtemps après que le paradoxe d'Olber a été identifié. Les partisans de l'état stationnaire ont simplement fait valoir que l'expansion de l'univers a simplement éloigné la lumière des objets éloignés. Le principe cosmologique parfait n'est pas contredit par une simple expansion. Le paradoxe d'Olber ne s'explique pas par un univers statique infini dans l'espace et le temps.

— Rob Jeffries

D'accord, mais la théorie de l'état stable nécessite une physique étrange (au sens de mon commentaire précédent), à savoir la génération de matière à partir de rien alors que l'univers continue de se développer. En fait, la théorie de l'état stable est juste un tel déchet que je continue à me demander comment elle a pu attirer autant d'attention qu'elle.

— Walter

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La théorie de l'état stationnaire est bien sûr contredite par beaucoup de choses, y compris le sujet de ma réponse. Cependant, la création de matière à partir de rien ne peut guère être considérée comme un obstacle majeur si l'alternative est la création de tout d'un coup dans un big-bang! En effet, l'origine du terme "big-bang" est comme un terme pour ridiculiser l'idée que tout peut être créé en un instant à partir de rien. La physique requise par le big-bang est beaucoup plus "étrange" (ou certainement pas moins étrange) que celle requise par la théorie de l'état stationnaire.

— Rob Jeffries

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Notez que le terme "Big Bang" a été inventé par Fred Hoyle, le principal promoteur de la théorie de l'état stationnaire pour se moquer du Big Bang. (Ça n'a pas marché ...)

— Mark Olson

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Il y avait plus de gaz à accumuler au début de l'histoire de l'univers. À l'époque, la plupart des gaz ne s'étaient pas encore effondrés pour former des étoiles, il y avait donc plus de carburant disponible pour l'alimentation des trous noirs et la formation de nouvelles étoiles. Une grande partie de ce carburant a ensuite été consommée dans la formation d'étoiles au cours des premiers milliards d'années après le big bang.

— compréhensible
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Pouvez-vous peut-être ajouter une source pour ce graphique (à la fois l'attribuer et fournir aux gens une source d'informations supplémentaires) si vous l'avez trouvé ailleurs - ou faire une note, si vous l'avez construit vous-même? Merci.

— HDE 226868

graphique d'ici courses.lumenlearning.com/astronomy/chapter/… l'a trouvé à nouveau en recherchant le "graphique des temps des quasars en nombre relatif"

— com.prehensible

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"Loin" = "très vieux" en cosmologie.

Tous les quasars sont loin car ils sont tous vieux. Ce sont des objets qui se sont produits lorsque notre bulle d'univers était jeune. Ainsi, lorsque nos télescopes regardent loin dans l'espace, ils regardent en arrière dans le temps et voient alors beaucoup de quasars.

Ce sont principalement des trous noirs géants dévorant du gaz, de la poussière et des déchets cosmiques, dont il y avait beaucoup à l'époque près de ces trous noirs. Après avoir aspiré leur environnement, ils se calment et les quasars s'éteignent.

Il n'y a pratiquement pas de quasars se formant à notre époque. Il n'y a donc pas de quasars visibles à proximité.

— Florin Andrei
source

Exactement. Ce que vous voyez est ce qui était avant. Et «avant» signifie qu'il était à un endroit différent. Lorsque la vague est coincée dans le mur, elle se reflète. Comme avec l'Univers comme une piscine d'eau fermée, chaque fois que les vagues se reflètent, vous les voyez encore et encore. Mais celles-ci sont vraiment de "vieilles" vagues. Imaginez simplement une piscine d'eau, mais supprimez les murs (sans limites, mais pas indéfinis).

— sanaris