Quel est l'objet qui se déplace le plus rapidement dans l'univers?

Nous savons que rien ne peut avoir une vitesse appropriée supérieure à la vitesse de la lumière dans le vide. Mais y a-t-il des objets dans l'espace qui s'en approchent? Des comètes, ou d'autres objets lancés par la gravité ou des explosions de supernova qui ont été lancés à une vitesse incroyable?

La réponse à cette question est surprenante:

Nous sommes.

Et beaucoup (sinon toutes) d'autres galaxies.

Et ils bougent plus vite que la lumière.

Vous voyez, l'univers est en expansion, à un rythme accéléré . Le tissu de l'espace-temps lui-même s'étend, de sorte que les galaxies semblent s'éloigner les unes des autres. La chose intéressante est que la relativité n'interdit pas à ces derniers de s'éloigner plus vite que la lumière. Bien que l’ espace local soit plat et que la vitesse de la lumière locale soit respectée, il n’est pas nécessaire que cela se maintienne à l’échelle mondiale. Il est donc possible d’avoir des cadres s’éloignant les uns des autres plus rapidement que . En effet, certaines galaxies s’éloignent de nous plus rapidement que la lumière ( la seule raison pour laquelle nous les voyons est qu’elles étaient auparavant plus proches et se déplaçaient à une vitesse plus lente$c$). Toutes les paires de galaxies distantes de 4200 Mpc (c'est-à-dire avec un décalage vers le rouge de 1,4) s'éloignent plus rapidement l'une de l'autre que la lumière dans leur cadre (nombres volés à partir de la page liée).

Puisque la seule façon cohérente de parler de mouvement est relative, on peut dire que nous nous éloignons des autres galaxies plus rapidement que la lumière, puisque l’inverse est également vrai. Cela peut placer les galaxies dans le seau des objets les plus rapides de l'univers. Pour ce qui est le plus rapide, je ne sais pas, il faudrait trouver une paire de galaxies les plus éloignées (distance mesurée dans le cadre de la galaxie, bien sûr), mais puisque l'univers est probablement plus que ce que nous observons ¹ , nous ne pouvons pas identifier la paire de galaxies pour lesquelles cela est vrai.

Pour ceux qui pensent qu’il est trompeur ² de court-circuiter la question avec l’agrandissement de l’espace, il existe d’autres objets qui vont plus vite que la lumière (ce ne sont pourtant pas les objets les plus rapides de l’univers), et ceux-ci se trouvent bien Terre.

Électrons :

Dans les piscines de refroidissement des réacteurs nucléaires ³ , nous avons un phénomène appelé rayonnement de Cerenkov . Fondamentalement, les particules bêta émises se déplacent plus rapidement que la vitesse de la lumière dans l'eau. Cela crée un effet de même origine que le bang sonique, où une forte lumière émane du médium.

Tu peux répéter s'il te plait? Vous pensez que je triche encore ² en mettant tout ce qui est relatif à la vitesse de la lumière dans un support?

D'accord, d'accord. Voici quelques objets rapides qui ne nécessitent pas une expansion rapide de l’espace, ni de ruse sémantique lorsque le support dans lequel ils sont mesurés n’est pas mentionné. Beaucoup ont déjà été mentionnés par astromax.

• $c$

• $c$

• Neutrinos : Ce sont maintenant des candidats viables. Le neutrino électronique est connu pour avoir une très très petite masse (nous avons une limite supérieure, ce qui donne) et, par conséquent, il peut facilement atteindre des vitesses très élevées. Mettez-le dans un champ de gravitation, et ça ira encore plus vite. Si vous voulez des objets macroscopiques, cependant:

• Stuff en spirale autour de trous noirs en rotation : les trous noirs ont un puissant champ gravitationnel et, lors de leur rotation, ils peuvent transmettre un moment angulaire (en grande partie) aux objets proches, tels que les disques d'accrétion. Les objets proches d'un trou noir sont accélérés à des vitesses assez élevées. En fait, si un objet se trouve dans l' ergosphère , il se déplace plus vite que la lumière du point de vue de certains cadres de référence.
• $c$
• Jets plasma à trous noirs : Les jets jetés hors des trous noirs peuvent être assez rapides les uns par rapport aux autres.

^{1. En raison de l'expansion cosmique, il peut y avoir des galaxies qui ne sont plus visibles pour nous. Certaines galaxies n'auraient peut-être jamais été visibles pour nous si nous commençons à regarder à partir du moment où elles se formaient.}

^{2. Pour ma part, je suis d'accord avec vous.}

^{3. Et d’autres endroits où des particules massives sont émises très rapidement dans un milieu}

Il existe également une autre particule médiatrice qui se déplace à la vitesse de la lumière autre que le photon. C'est le gluon , qui est la particule d'échange de la force forte. La particularité du gluon est qu’il n’a jamais été vu seul (c’est-à-dire en dehors des collections d’autres gluons).

En outre, bien que les neutrinos n'ont en fait masse, ce sont des particules neutres. Je parle de cela parce que, dans certaines explosions de supernovae , les neutrinos peuvent arriver avant les photons dans certaines circonstances - ils n'interagissent pas avec des particules chargées. De plus, s'agissant de particules qui interagissent faiblement, elles traversent des quantités considérables de masse (à savoir poussière et gaz) avant qu'une interaction puisse se produire. Cela signifie que si vous pouviez détecter les neutrinos provenant d'une supernova, cela pourrait éventuellement vous avertir que les photons suivraient bientôt. Cela vous donnerait le temps de mesurer sa courbe de lumière (voir: SNEWS: le système d'alerte précoce SuperNova ).

Il y a beaucoup d'objets en mouvement rapide dans l'astrophysique.

$M$$r_{g}=\dfrac{2GM}{c^2}$$\alpha r_{g}$$\alpha>1$$v$$v=\sqrt{\dfrac{GM}{\alpha r_g}}=\dfrac{c}{\sqrt{2\alpha}}$

$\alpha<3$

Néanmoins, la conclusion ci-dessus est correcte: dans le domaine des trous noirs, les objets intacts peuvent obtenir des vitesses relativistes comparables à la vitesse de la lumière .

Il existe de nombreux exemples physiques de tels systèmes: trous noirs intégraux binaires, trous noirs fusionnant avec des étoiles à neutrons, trous noirs supermassifs et naines blanches, etc. Bien que tous ces systèmes soient conduits à une fusion éventuelle à des vitesses relativistes, il est difficile pour l'un de leurs composants pour être éjecté et devenir flottant. À ma connaissance, il n’existe aucun corps astrophysique relativiste libre flottant, mais certains d’entre eux sont probablement produits à partir de morceaux de matériau éjectés à des vitesses relativement relativistes lors de fusions impliquant des trous noirs.

Une autre possibilité rare est d'avoir un système binaire compact dans le domaine d'un trou noir supermassif, qui est perturbé en raison de son interaction avec celui-ci. Cependant, la probabilité qu'une telle perturbation se produise lorsque le fichier binaire compact est sur le point de fusionner est extrêmement basse.

Une autre classe d'objets omniprésents sont les jets relativistes, qui sont des flux de plasma ultrarelativistes, produits principalement lors de l'accumulation d'un trou noir. Les particules dans de tels jets se déplacent à des vitesses très relativictiques, bien que la nature exacte de la formation des jets ne soit pas encore complètement comprise. Enfin, il y a beaucoup de particules relativistes présentes à l'arrière-plan, telles que les particules de rayons cosmiques et les neutrinos.

$10^9 K$

Enfin, suffisamment tôt dans le Big Bang, tout dans l’Univers bougeait de façon relativiste!

Edit : Quelques autres choses qui me sont venues à l’esprit par la suite: 1) Les faisceaux de particules artificielles dans les accélérateurs de particules sont des objets relativistes, macroscopiques, mais non astrophysiques. 2) S'il existait une vie intelligente dans l'Univers, elle aurait peut-être aussi produit des objets relativistes à l'échelle macroscopique, mais probablement pas astrophysique (comme les vaisseaux spatiaux).

5/2013 Je pensais:

Si quelqu'un cherche la question - vous récupérez la terre répond: le guépard, les voitures, les avions. Je voulais savoir dans l'univers. Je pensais à "l'expérience de pensée" d'une échelle se déplaçant à la vitesse de la lumière qui se contracte suffisamment pour s'intégrer dans un garage trop petit. J'ai raisonné s'il n'y a pas de macro masse (comme une échelle) dans l'univers qui s'approche de la vitesse de la lumière, quel est le but de l'expérience de pensée en échelle?

J'ai ensuite lu à propos de la vitesse de rotation de NGC 1365: "elle tourne si vite que sa surface se déplace presque à la vitesse de la lumière." Communiqué de presse: 2013-07, 27/02/13 13:00:00 HNE

On lit généralement qu'il faudrait une énergie infinie pour déplacer la masse à la vitesse de la lumière. J'ai pensé que c'était la raison pour laquelle on entend généralement parler de particules sans masse qui se déplacent à la vitesse de la lumière (photons et?). Mais maintenant, nous avons NGC 1365 qui tourne à presque la vitesse de la lumière, avec ses deux nombres de masse et de rotation. Je ne suis pas sûr de ce qu'est "presque" - disons 90% ou?

Même si nous parlons de vitesse de rotation, néanmoins à 2 millions de miles, ce trou noir avec masse NGC 1365 est assurément la masse de vitesse la plus rapide que nous connaissons dans l’univers, non?

Je raisonne: l'article dit "Imaginez une sphère de plus de 2 millions de kilomètres" - cette description est son diamètre, D = 2 000 000 milles ou 3 218 688 km.

La circonférence de cet objet est Pi x D = 3,14 x 3 281 688 km = 10 106 680,32 km.

La question intéressante est de savoir à quoi ça ressemble pour un objet situé sur la tangente à la circonférence ["circonférence" signifie "orbite circulaire stable stable", au point commun avec la ligne et l'orbite circulaire stable stable "]. Je perds le fil si cela augmente la précision par rapport à la précision? Avec un objet de 3 000 000 km, c’est un «point» sur son orbite circulaire stable stable qui correspond à un camion semi, une petite voiture, un réfrigérateur, un livre, du marbre, une molécule ou un atome ???

Quelle que soit la taille de la masse à ce stade, la tangente à l'orbite circulaire stable la plus profonde décrit une asymptote de longueur "macro". Le mouvement de la masse le long de cette asymptote explique sa vitesse, la droite. Il doit donc s'agir de la vitesse la plus élevée, de la ligne droite, et non de la masse angulaire que nous connaissons dans l'univers. DROITE??? La vitesse angulaire par rapport à la ligne droite est-elle importante (a-t-elle un effet) dans un objet de grande taille? Nous sommes sur une planète en rotation et ne remarquons pas sa vitesse.

merci, JMc

Les étoiles de l'hypervélocité les plus rapides sont supposées parcourir environ 900 km / s à 2 millions de mph. Https://www.space.com/19748-hypervelocity-stars-milky-way.html

Les quasars sont un exemple évident de matière avec une vitesse proche de la vitesse de la lumière.

Lorsque la matière accélérée dans le faisceau se rapproche de la vitesse de la lumière, les jets astrophysiques deviennent des jets relativistes car ils montrent les effets de la relativité restreinte.

https://en.wikipedia.org/wiki/Astrophysical_jet