Warum sind alle Quasare so weit weg?

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Wenn das Universum homogen ist, können wir eine homogene Verteilung der Quasare erwarten, aber alle scheinen dann weit von der Erde entfernt zu sein. Warum das?

quasars

— Carlos
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Die Erörterung des obigen kosmologischen Prinzips ist sehr relevant, aber es ist möglich, dass dies eine (schwache) Anwendung des anthropischen Prinzips ist - mit anderen Worten, wenn wir uns in einer Region extrem energetischer physikalischer Phänomene wie Quasaren befinden würden, wären wir es unwahrscheinlich - da die Evidenz nahe legt, dass die Entwicklung eines intelligenten Lebens eine beträchtliche Zeit in Anspruch nimmt und hochenergetische Ereignisse dies wahrscheinlich stören werden.

— adrianmcmenamin
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Sie schlagen vor, dass unsere Region des Weltraums zufällig weniger Quasare hat und daher für das Leben gastfreundlicher ist. Das würde bedeuten, dass andere Regionen des Weltraums mehr Quasare haben werden als unsere lokale Region, wenn sie in derselben kosmologischen Epoche beobachtet werden . Eine interessante, aber noch nicht überprüfbare Idee, da wir davon ausgehen, dass der Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren stattgefunden hat, können wir Regionen im Weltraum, die älter als 12,8 Milliarden Jahre sind, nur dann sehen, wenn sie innerhalb von 1 Milliarde Lichtjahren liegen.

— Keith Thompson

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Beobachtungen von Quasarverteilungen könnten jedoch aufschlussreich sein. Wenn nahe gelegene Quasare selten sind, weil alte Quasare selten sind, sollte die Region der Seltenheit ungefähr eine Kugel sein, die auf uns zentriert ist; Wenn es zufällig ist, ist es wahrscheinlicher, dass es eine andere Form gibt, und es könnte auch andere Regionen mit wenigen Quasaren geben.

— Keith Thompson

Du hast recht. Ich hätte das Wort "wahrscheinlich" nicht verwenden sollen, sondern "möglich" und werde es bearbeiten, um dies widerzuspiegeln.

— Adrianmcmenamin

+1 für interessant sein. Sie sagen effektiv, dass das kosmologische Prinzip möglicherweise nicht für Zwischenskalen gilt. Ich vermute, dass die Auswirkungen von Quasaren bei

vernachlässigbar sind. Ihre Antwort ist vermutlich eher eine Antwort darauf, warum unsere Galaxie keine AGN ist.

0.1 < z < 0.5

$0.1<z<0.5$

— Rob Jeffries

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Sie möchten sicherlich nicht in derselben Galaxie wie ein Quasar sein, aber sie sind nicht so gefährlich. Wenn Andromeda Quasar werden würde, wäre alles in Ordnung. (Die absolute Größe eines Quasars ist ungefähr -26, was bedeutet, dass sie in 10-teiliger Entfernung so hell sind wie die Sonne. Bei 1.000.000 Teil (typisch für eine nahe gelegene Galaxie) wären es 10 ** 10 Dimmer oder -1 Mag.). Nur ein heller Stern. Kein Problem. Quasare sterilisieren einfach nicht genügend Platz, damit dieses Argument Gültigkeit hat.

— Mark Olson

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Es gibt im Wesentlichen zwei Gründe.

Erstens sind Quasare seltene Objekte, so dass die durchschnittliche Entfernung groß ist, obwohl sie auf großen Maßstäben homogen verteilt sind. Darüber hinaus sind die hellsten Quasare noch seltener, aber für große Entfernungen sichtbar, sodass ihre durchschnittliche Entfernung noch größer ist.

Zweitens waren die meisten Quasare bei Rotverschiebung am aktivsten . Dies wird vermutet, weil Quasaraktivität durch Galaxienfusionen ausgelöst wird, die Gas in galaktische Zentren bringen, damit die supermassiven Schwarzen Löcher gespeist werden können. Galaxienfusionen und Sternentstehung erreichten ihren Höhepunkt bei . $z\sim2$ $z\sim2$

Schließlich gibt es eine Tendenz in dem Sinne, dass Astronomen nach den entferntesten (und damit ältesten) Objekten suchen, weil sie interessanter sind als nahe gelegene Objekte, wenn es darum geht, etwas über die Entstehungsgeschichte des Universums zu lernen.

— Walter
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Ich bin skeptisch, dass es eine Distanzverzerrung gibt. Nahe gelegene Quasare wären sehr interessant. Ist es wahrscheinlich, dass die Quasaraktivität, die durch galaktische Fusionen ausgelöst wird, durch die zukünftige Kollision unserer Galaxie mit Andromeda zu einem Quasar führen wird?

— Keith Thompson

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Nahegelegene Quasare wären noch interessanter (da sie detaillierte Beobachtungen ermöglichen), aber alle sind seit langem bekannt. Quasare mit

Rotverschiebung (bei

) sind zahlreich und für detaillierte Untersuchungen zu weit entfernt.

z \sim 1 - 4

$z\sim1-4$

— Walter

In der Tat wird die Kollision von M31 mit der Milchstraße höchstwahrscheinlich eine Quasaraktivität auslösen. Das Schwarze Loch in der Mitte von M31 ist

mal so groß wie das unserer Galaxie und kann zu einem ziemlich hellen Quasar werden.

100

$~100$

— Walter

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Die Masse des Schwarzen Lochs ist nur ein wichtiger Parameter. Wichtiger ist, wie viel und wie schnell man es mit Gas versorgen kann. Sowohl Andromeda als auch die Milchstraße werden in 4 Milliarden Jahren weniger Gas haben als jetzt.

— Rob Jeffries

Es gibt immer noch mehr als genug Benzin, um einen guten Quasar herzustellen. Die entscheidende Frage ist, wie viel davon nahe genug an der Schwarzloch-Binärdatei (die sich bilden wird) geleitet wird und wie viel tatsächlich an einem der Löcher anwächst (anstatt über eine Gravitationsschleuder ausgeworfen zu werden).

— Walter

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Sie sind über eine fundierte Beobachtung gestolpert und haben beinahe eine der wichtigsten Konsequenzen begriffen.

Es gibt zwei Formen des sogenannten kosmologischen Prinzips. Es gibt ein begrenzteres kosmologisches Prinzip , das umschreibt, dass das Universum für jeden Beobachter überall im Universum zur gleichen Zeit (dh zur gleichen kosmologischen Epoche) in alle Richtungen gleich aussieht . Es gibt auch ein perfektes kosmologisches Prinzip , das besagt, dass das Universum sowohl räumlich als auch zeitlich homogen und isotrop ist .

Das perfekte kosmologische Prinzip war die Grundlage für die stationäre Theorie des Universums. Einer der offensichtlichsten Einwände war jedoch, dass wir sehen können , dass sich das Universum im Laufe der Zeit entwickelt hat. Eine der ersten Erkenntnisse war in der Tat die Beobachtung, dass Quasare in großen Entfernungen häufiger und daher in der Vergangenheit häufiger vorkommen.

Diese Beobachtung zeigt uns also, dass sich die Eigenschaften des Universums mit der Zeit ändern und dass daher das perfekte kosmologische Prinzip falsch ist.

Das begrenztere kosmologische Prinzip bleibt in der Zwischenzeit bestehen. Es wird lediglich behauptet, dass für alle Beobachter einer bestimmten kosmologischen Epoche alles gleich aussehen sollte; Es ist nicht erforderlich, dass das Universum immer gleich aussieht, und daher muss die Dichte bestimmter Arten von astronomischen Objekten nicht mit der Entfernung konstant sein.

Die Quasaraktivität erreichte ihren Höhepunkt bei moderaten Rotverschiebungen aufgrund der erforderlichen Fütterungsprozesse der aktiven galaktischen Kerne und der Konkurrenz zwischen der Fusionsaktivität der gasreichen Galaxien und der Löschung, die durch die massive Sternbildung und das negative Feedback der AGN selbst verursacht wurde. Es scheint, dass der "Sweet Spot" für vergleichsweise kurzlebige Phasen der "Quasaraktivität" bei Rotverschiebungen von 2 bis 3 liegt, bei denen eine signifikante Fusionsaktivität und der Transport von Gas in die zentralen Regionen von Galaxien stattfanden, diese jedoch unzureichend waren Zeit, das Gas in Galaxien mit zentralen Schwarzen Löchern vollständig zu erschöpfen.

— Rob Jeffries
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Ich denke, Olbers Paradoxon ist der offensichtlichste Einwand gegen das perfekte kosmologische Prinzip. Es kann nur aufgelöst werden, wenn das Universum entweder räumlich oder zeitlich endlich ist (oder beides oder eine seltsame Physik wie ermüdendes Licht).

— Walter

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Die Steady-State-Theorie hat sich natürlich schon lange entwickelt, nachdem Olbers Paradoxon identifiziert worden war. Die Steady-State-Befürworter argumentierten lediglich, dass die Expansion des Universums das Licht von entfernten Objekten weggerissen habe. Dem perfekten kosmologischen Prinzip steht eine einfache Erweiterung nicht entgegen. Olbers Paradoxon kann nicht durch ein statisches Universum erklärt werden, das in Raum und Zeit unendlich ist.

— Rob Jeffries

Okay, aber die Steade-State-Theorie erfordert eine seltsame Physik (im Sinne meines vorherigen Kommentars), nämlich die Erzeugung von Materie aus dem Nichts, während sich das Universum weiter ausdehnt. Tatsächlich ist die Steade-State-Theorie so ein Müll, dass ich mich immer wieder frage, wie sie jemals so viel Aufmerksamkeit erregen könnte wie sie.

— Walter

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Der Steady-State-Theorie widersprechen natürlich viele Dinge, einschließlich des Themas meiner Antwort. Die Erschaffung von Materie aus dem Nichts kann jedoch kaum als ein wesentliches Hindernis angesehen werden, wenn die Alternative die Erschaffung von allem auf einmal in einem Urknall ist! In der Tat ist der Ursprung des Begriffs "Urknall" ein Ausdruck, der die Vorstellung lächerlich macht, dass alles in einem Augenblick aus dem Nichts erschaffen werden kann. Die vom Urknall geforderte Physik ist weitaus "seltsamer" (oder sicherlich nicht weniger seltsam) als die von der Steady-State-Theorie geforderte.

— Rob Jeffries

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Beachten Sie, dass der Begriff "Urknall" von Fred Hoyle erfunden wurde, dem Hauptbefürworter der Beharrungstheorie, den Urknall zu verspotten. (Es hat nicht funktioniert ...)

— Mark Olson

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Früh in der Geschichte des Universums gab es noch mehr Gas zu sammeln. Damals war das meiste Gas noch nicht zusammengebrochen, um Sterne zu formen, so dass mehr Treibstoff sowohl für die Fütterung von Schwarzen Löchern als auch für die Bildung neuer Sterne zur Verfügung stand. Ein Großteil dieses Treibstoffs wurde in den ersten paar Milliarden Jahren nach dem Urknall in der Bildung von Sternen verbraucht.

— verständlich
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Können Sie vielleicht eine Quelle für dieses Diagramm hinzufügen (um es beiden zuzuordnen und den Menschen eine Quelle für weitere Informationen bereitzustellen), wenn Sie es an anderer Stelle gefunden haben, oder eine Notiz machen, wenn Sie es selbst erstellt haben? Vielen Dank.

— HDE 226868

Grafik von hier courses.lumenlearning.com/astronomy/chapter/… fand es wieder durch die Suche "relative Anzahl Quasare Zeit Grafik"

— com.prehensible

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"Weit weg" = "sehr alt" in der Kosmologie.

Alle Quasare sind weit weg, weil sie alle alt sind. Dies sind Objekte, die entstanden sind, als unsere Universumsblase noch jung war. Wenn unsere Teleskope also weit in den Weltraum blicken, blicken sie zurück in die Zeit und sehen dann viele Quasare.

Es sind meistens riesige Schwarze Löcher, die Gas, Staub und kosmischen Müll verschlingen, von denen es damals in der Nähe dieser Schwarzen Löcher eine Menge gab. Nachdem sie ihre Umgebung gesaugt haben, beruhigen sie sich und die Quasare schalten sich ab.

In unserer Zeit bilden sich im Wesentlichen keine Quasare. Daher sind keine Quasare in der Nähe sichtbar.

— Florin Andrei
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Genau. Was Sie sehen, ist was vorher war. Und "vorher" bedeutet, dass es sich an einem anderen Ort befand. Wenn eine Welle in eine Wand steckt, wird sie reflektiert. Genauso wie bei Universe als geschlossenes Wasserbecken, wenn Wellen reflektiert werden, sieht man sie immer wieder. Aber das sind wirklich "alte" Wellen. Stellen Sie sich ein Wasserbecken vor, aber entfernen Sie Wände (grenzenlos, aber nicht unbegrenzt).

— Sanaris