Por que todos os quasares estão tão longe?

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Se o universo é homogêneo, poderíamos esperar uma distribuição homogênea de quasares, mas todos parecem estar longe da Terra. Por que é que?

quasars

— Carlos
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A discussão do Princípio Cosmológico acima é muito relevante, mas é possível que seja uma aplicação (fraca) do princípio antrópico - em outras palavras, se estivéssemos em uma região de fenômenos físicos extremamente energéticos, como quasares, estaríamos improvável que exista - pois as evidências sugerem que o desenvolvimento de uma vida inteligente leva um tempo considerável e é provável que eventos altamente energéticos atrapalhem isso.

— adrianmcmenamin
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Você sugere que, por coincidência, nossa região do espaço tenha menos quasares e, portanto, seja mais hospitaleira. Isso implicaria que outras regiões do espaço terão mais quasares do que nossa região local, quando observadas na mesma época cosmológica . Uma ideia interessante, mas ainda não verificável, já que assumindo que o Big Bang foi 13,8 bilhões de anos atrás, simplesmente não podemos ver regiões do espaço com mais de 12,8 bilhões de anos, a menos que estejam dentro de um bilhão de anos-luz.

— 21715 Keith Thompson

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Mas as observações das distribuições quasares podem ser esclarecedoras. Se quasares próximos são raros porque quasares antigos são raros, a região de raridade deve ser aproximadamente uma esfera centrada em nós; se for aleatório, é mais provável que tenha alguma outra forma, e pode haver outras regiões com poucos quasares.

— 21715 Keith Thompson

Você está certo. Eu não deveria ter usado a palavra "provável", mas "possível" e a editarei para refletir isso.

— Adrianmcmenamin

+1 por ser interessante. Você está efetivamente dizendo que o princípio cosmológico pode não se aplicar em escalas intermediárias. Eu suspeito que os efeitos sobre nós dos quasares a

seriam insignificantes? Sua resposta, eu acho, é provavelmente uma resposta para por que nossa galáxia não é um AGN?

0.1 < z < 0.5

$0.1<z<0.5$

— Rob Jeffries

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Você certamente não quer estar na mesma galáxia como um quasar, mas eles não são que perigoso. Se Andrômeda fosse quasar, ficaríamos bem. (A magnitude absoluta de um quasar é de cerca de -26, o que significa que eles seriam tão brilhantes quanto o Sol a uma distância de 10 pc, então a 1.000.000 pc (típico Galaxy próximo) seria 10 ** 10 dimmer ou -1 mag. .. apenas uma estrela brilhante Sem problemas Quasars simplesmente não esterilizar um volume grande o suficiente espaço para que este argumento é válido.

— Mark Olson

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Existem essencialmente duas razões.

Primeiro, os quasares são objetos raros, portanto, embora estejam distribuídos homogeneamente em grandes escalas, a distância média é grande. Além disso, os quasares mais brilhantes são ainda mais raros, mas visíveis a grandes distâncias; portanto, sua distância média é ainda maior.

Segundo, a maioria dos quasares foi mais ativa no desvio para o vermelho . Pensa-se que isso ocorra porque a atividade quasar é desencadeada por fusões de galáxias, que trazem gás para os centros galácticos, para que os buracos negros supermassivos possam ser alimentados. As fusões de galáxias e a formação de estrelas atingiram o pico em . $z\sim2$ $z\sim2$

Finalmente, há algum viés no sentido de que os astrônomos estão procurando o mais distante (e, portanto, o mais antigo) dos objetos, porque são mais interessantes do que objetos próximos quando se trata de aprender sobre a história da formação do universo.

— Walter
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Sou cético quanto ao viés de distância. Quasares próximos seriam muito interessantes. Quanto à atividade quasar ser desencadeada por fusões galácticas, é provável que a futura colisão de nossa galáxia com Andrômeda possa criar um quasar?

— Keith Thompson

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Quasares próximos seriam ainda mais interessantes (já que permitem observações detalhadas), mas todos eles são conhecidos há muito tempo. Os quasares de desvio para o vermelho intermediário (em

) são muito e muito distantes para investigações detalhadas.

z \sim 1 - 4

$z\sim1-4$

— 305 Walter

De fato, a colisão do M31 com a Via Láctea provavelmente desencadeará alguma atividade quasar. O buraco negro no centro da M31 é

vezes mais massivo que o da nossa galáxia e pode contribuir para um quasar bastante brilhante.

100

$~100$

— 305 Walter

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A massa do buraco negro é apenas um parâmetro importante. Mais importante é quanto e com que rapidez você pode alimentá-lo com gás. Tanto Andrômeda quanto a Via Láctea terão menos gás em 4 bilhões de anos do que agora.

— Rob Jeffries

Ainda há gás mais que suficiente para fazer um bom quasar. A questão crítica é quanto disso é canalizado próximo o suficiente do binário do buraco negro (que se formará) e quanto será realmente acumulado em um dos buracos (em vez de ser ejetado via estilingue gravitacional).

— 315 Walter

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Você tropeçou em uma observação profunda e quase captou uma de suas conseqüências mais importantes.

Existem duas formas do chamado princípio cosmológico. Há o princípio cosmológico mais limitado , que parafraseando, diz que o universo parecerá o mesmo em todas as direções para qualquer observador em qualquer lugar do universo ao mesmo tempo (isto é, na mesma época cosmológica). Há também um perfeito Princípio Cosmológico , que diz que o universo é homogêneo e isotrópico em tanto espaço e tempo.

O Princípio Cosmológico Perfeito foi o fundamento da teoria do estado estacionário do universo. No entanto, um dos mais objeções óbvias para isso foi que nós podemos ver que o universo evoluiu no tempo. Uma das primeiras realizações disso foi de fato a observação de que os quasares eram mais comuns a grandes distâncias e, portanto, mais comuns no passado.

Assim, essa observação nos diz que as características do universo estão mudando com o tempo e, portanto, que o princípio cosmológico perfeito está incorreto.

Enquanto isso, o Princípio Cosmológico mais limitado permanece. Apenas afirma que tudo deve parecer o mesmo para todos os observadores em uma determinada época cosmológica; não exige que o universo tenha a mesma aparência o tempo todo e, portanto, não exige que a densidade de tipos particulares de objetos astronômicos seja constante à distância.

A atividade do quasar atingiu o pico em redshifts moderados devido aos processos de alimentação necessários dos núcleos galácticos ativos e à competição entre a atividade de fusão das galáxias ricas em gás e o resfriamento causado pela formação maciça de estrelas e feedback negativo do próprio AGN. Parece que o "ponto ideal" para fases comparativamente de curta duração da "atividade quasar" ocorre em turnos de 2 a 3, onde havia atividade significativa de fusão e transporte de gás para as regiões centrais das galáxias, mas que havia sido insuficiente tempo para esgotar completamente o gás nas galáxias com buracos negros centrais.

— Rob Jeffries
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Penso que o paradoxo de Olber é a objeção mais óbvia ao princípio cosmológico perfeito. Só pode ser resolvido se o universo for finito, no espaço ou no tempo (ou em ambos ou em alguma física estranha, como a luz cansativa).

— 305 Walter

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É claro que a teoria do estado estacionário surgiu muito tempo depois que o paradoxo de Olber foi identificado. Os proponentes do estado estacionário simplesmente argumentaram que a expansão do universo apenas desviou a luz dos objetos distantes. O princípio cosmológico perfeito não é contrariado por uma simples expansão. O paradoxo de Olber não pode ser explicado por um universo estático que é infinito no espaço e no tempo.

— Rob Jeffries

Tudo bem, mas a teoria do estado de steade exige física estranha (no sentido do meu comentário anterior), ou seja, geração de matéria do nada, à medida que o universo continua se expandindo. De fato, a teoria do estado de steade é um lixo que eu fico imaginando como poderia atrair tanta atenção quanto atraía.

— 305 Walter

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A teoria do estado estacionário é obviamente contradita por muitas coisas, incluindo o tópico da minha resposta. No entanto, a criação da matéria do nada dificilmente pode ser considerada um grande obstáculo se a alternativa for a criação de tudo de uma só vez em um big bang! De fato, a origem do termo "big-bang" é para ridicularizar a noção de que tudo pode ser criado em um instante do nada. A física exigida pelo big-bang é muito mais "estranha" (ou certamente não menos estranha) do que a exigida pela teoria do estado estacionário.

— Rob Jeffries

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Observe que o termo "Big Bang" foi inventado por Fred Hoyle, o principal proponente da teoria do estado estacionário para zombar do Big Bang. (Não funcionou ...)

— Mark Olson

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Havia mais gás para ser acumulado no início da história do universo. Naquela época, a maioria dos gases ainda não havia colapsado para formar estrelas, então havia mais combustível disponível tanto para a alimentação de buracos negros quanto para a formação de novas estrelas. Muito desse combustível foi posteriormente consumido na formação de estrelas durante os primeiros bilhões de anos após o big bang.

— compreensível
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Você pode adicionar uma fonte para este gráfico (para atribuí-lo e fornecer às pessoas uma fonte de mais informações) se você a encontrar em outro lugar - ou anotar se você a construiu por conta própria? Obrigado.

— HDE 226868

gráfico daqui courses.lumenlearning.com/astronomy/chapter/... encontrou-lo novamente através de pesquisa "número relativo quasares gráfico de tempo"

— com.prehensible

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"Longe" = "muito antigo" em cosmologia.

Todos os quasares estão distantes porque todos são antigos. Estes são objetos que ocorreram quando nossa bolha do Universo era jovem. Então, quando nossos telescópios olham para o espaço, eles olham para trás no tempo e vêem muitos quasares.

São na sua maioria buracos negros gigantes que devoram gás, poeira e lixo cósmico, dos quais havia muitos naquela época perto desses buracos negros. Depois de aspirar o ambiente, eles se acalmam e os quasares basicamente se apagam.

Essencialmente, não há quasares se formando em nosso tempo. Portanto, não há quasares visíveis nas proximidades.

— Florin Andrei
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Exatamente. O que você vê é o que era antes. E "antes" significa que estava em um lugar diferente. Quando a onda está presa na parede, ela reflete. Assim como no Universo, como uma piscina fechada de água, sempre que as ondas refletem, você as vê repetidas vezes. Mas esses são realmente ondas "antigas". Imagine a piscina de água, mas remova as paredes (ilimitadas, mas não indefinidas).

— sanaris