¿Cuál es la cosa más candente del universo?


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Directamente de mi hijo de 7 años a usted, exactamente lo que dice en la portada:

¿Cuál es la cosa más candente del universo?

Para que sea apta para Exchange Exchange, agregaré las siguientes advertencias:

  • debe estar delimitado, como en un objeto compacto real, o clase de objetos, o parte de un objeto
  • debe ser observable
  • debería ser un objeto astronómico, es decir, un Quark Gluon Plasma creado por colisiones en el Gran Colisionador de Hadrones no cuenta.

Gracias Bruce



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Recomendaría a su
hijo de

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@BruceBecker Creo que las dos preguntas son claramente diferentes. Uno pide un objeto astronómico, el otro parece ... totalmente ajeno a la astronomía, en realidad.
BMF

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Supongo que no quieres escuchar "el Big Bang", ¿verdad? :) La pregunta es un poco complicada porque lo que observamos hoy ya no es lo mejor (dadas las distancias interestelares y la velocidad de la luz); y si incluye cosas que solo observamos hoy como "lo más candente en este momento", el Big Bang probablemente seguiría siendo la respuesta, ya que todavía nos estamos bañando en el "resplandor crepuscular" 15 mil millones de años después.
Luaan

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@Peteris Lo mismo ocurre con la respuesta aceptada: la supernova que ahora estamos observando ya no es la más caliente del universo, se enfrió durante los 200 mil años que tardaron los neutrinos en llegar a nosotros. Si cuenta la temperatura original y ejecuta el reloj hacia atrás en la radiación de fondo del microondas, se calienta relativamente. Pero el MBR aún es justo desde el punto en que todo se enfrió lo suficiente como para que el espacio se volviera en gran medida transparente: la temperatura del Big Bang real era mucho más alta, aunque las estimaciones implican mucha incertidumbre.
Luaan

Respuestas:


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Se han observado neutrinos energéticos desde el núcleo de una supernova ( SN 1987A ). La temperatura inferida en la "neutrinosfera" es de aproximadamente 4 MeV (equivalente a 50 mil millones de K - ( K, Valentim et al. 2017 ). Por lo tanto, es observable y se ha observado.5×1010

Es probable que el centro mismo de la estrella proto-neutrónica responsable de la emisión de neutrinos sea un factor de dos o más calor, pero no puede observarse, incluso con neutrinos, porque la "neutrinosfera" es opaca a los neutrinos. Para cuando esto "se aclare", la estrella proto-neutrónica está mucho más fría: su superficie sería mucho más fría.

Podría decirse que podríamos estudiar el núcleo mismo de una supernova a través de ondas gravitacionales si explotara en nuestra propia galaxia. Si esto cuenta como "observar" un objeto caliente, no estoy seguro.

En una vena similar, hemos observado "kilonova" que parece deberse a la fusión de dos estrellas de neutrones. También es probable que las temperaturas generadas en estos eventos sean del orden de 100 mil millones de K ( K), pero nuevamente estas temperaturas no se observan directamente: las ondas gravitacionales y los rayos gamma producidos en estos eventos son causados ​​por "mecanismos térmicos".1011


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Los comentarios no son para discusión extendida; Esta conversación se ha movido al chat .
called2voyage

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Tenga en cuenta que si bien no hemos observado nada ni siquiera cerca, hay un Absolute Hot teorizado a lo largo de las líneas del cero absoluto. Su valor teorizado es ~ Kelvin. Por encima de esta temperatura, sería imposible bombear más energía a un sistema, incluso gravitacionalmente.1.4161032

Eso le da un límite superior a la temperatura máxima que podríamos medir.


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Esa es la temperatura de Planck. Sin una teoría de la gravedad cuántica, no podemos hacer ninguna predicción sobre lo que (si algo) sucede cuando te acercas o lo alcanzas. Tampoco hay ninguna forma previsible de observarlo.
Deja de dañar a Mónica el

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Si está descartando el Big Bang, entonces las liberaciones más extremas de energía en nuestro universo deberían ser casos de colapso gravitacional desbocado. Existe un teorema riguroso en la relatividad general (teorema de singularidad de Penrose) que muestra que esto conducirá genéricamente a la creación de singularidades. Para un colapso gravitacional realista, se espera que en el estado final de este proceso tenga un agujero negro, que tiene un horizonte de eventos que rodea un cierto tipo específico de singularidad descrita como spacelike y no una singularidad de curvatura fuerte (no scs).

Sin embargo, durante el proceso inicial de formación del agujero negro, no está realmente establecido qué tipo de singularidad tendría. Podría ser temporal en lugar de espacial, podría ser un SCS e incluso podría no estar rodeado por un horizonte de eventos (lo que violaría la hipótesis de la censura cósmica, pero no sabemos si el CCH es verdadero o incluso la mejor manera de decirlo). Si se trata de un SCS, entonces la relatividad general predice que la materia que cae será comprimida infinitamente y, por lo tanto, probablemente calentada a temperatura infinita. GR es una teoría clásica, por lo que probablemente debería interpretarse como una afirmación de que un sc calentaría la materia a la temperatura de Planck.

Entonces, si un observador saltara a un agujero negro durante su formación inicial, y si el observador pudiera resistir las temperaturas, entonces podría obtener un milisegundo durante el cual podría observar que la materia a su alrededor se calienta a temperaturas muy altas. No se sabe realmente si estas temperaturas subirían a la temperatura de Planck (probablemente no), y si algo de esto podría ser observable desde lejos, sin suicidio, no se sabe realmente (pero probablemente no).

Directamente de mi hijo de 7 años a usted, exactamente lo que dice en la portada: ¿Qué es lo más candente del universo?

Entonces, a este nivel, los científicos no lo saben con certeza, pero piensan que si saltas a un agujero negro mientras está en proceso de nacer, es posible que veas que la materia se calienta a temperaturas extremadamente altas, probablemente más calientes que cualquier otra cosa. más en el universo desde el big bang.


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Esta es una buena adición, pero realmente me pregunto cuán "observable" es esto. Necesitas mucho más que un ms y si confías en instrumentos, tienen que sobrevivir. ¿Cuáles serían los requisitos para medir realmente algún tipo de radiación térmica in situ ?
Rob Jeffries