Perché tutti i quasar sono così lontani?

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Se l'universo è omogeneo, potremmo aspettarci di avere una distribuzione omogenea di quasar, ma tutto sembra essere lontano dalla Terra. Perché?

quasars

— Carlos
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La discussione sul Principio Cosmologico sopra è molto rilevante, ma è possibile che lo sia anche un'applicazione (debole) del principio antropico - in altre parole se fossimo in una regione di fenomeni fisici estremamente energetici, come i quasar, saremmo è improbabile che esista - poiché le prove suggeriscono che lo sviluppo della vita intelligente richiede un tempo considerevole e che eventi altamente energetici potrebbero interromperlo.

— adrianmcmenamin
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Suggerisci che la nostra regione di spazio abbia casualmente meno quasar e quindi è più ospitale per la vita. Ciò implicherebbe che altre regioni dello spazio avranno più quasar rispetto alla nostra regione locale se osservate alla stessa epoca cosmologica . Un'idea interessante, ma non ancora verificabile, dal momento che supponendo che il Big Bang fosse 13,8 miliardi di anni fa, semplicemente non possiamo vedere regioni dello spazio che hanno più di 12,8 miliardi di anni a meno che non siano entro 1 miliardo di anni luce.

— Keith Thompson,

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Ma le osservazioni sulle distribuzioni di quasar potrebbero essere illuminanti. Se i quasar vicini sono rari perché i vecchi quasar sono rari, la regione della rarità dovrebbe essere approssimativamente una sfera centrata su di noi; se è casuale, è più probabile che abbia qualche altra forma e potrebbero esserci altre regioni con pochi quasar.

— Keith Thompson,

Hai ragione. Non avrei dovuto usare la parola "probabile" ma piuttosto "possibile" e la modificherò per riflettere ciò.

— Adrianmcmenamin,

+1 per essere interessante. Stai effettivamente dicendo che il principio cosmologico potrebbe non applicarsi su scale intermedie. Ho il sospetto che gli effetti su di noi dei quasar a sarebbero trascurabili? La tua risposta credo sia più probabilmente una risposta al perché la nostra galassia non è un AGN?

0.1 < z < 0.5

$0.1<z<0.5$

— Rob Jeffries,

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Certamente non vuoi essere nella stessa galassia di un quasar, ma non sono così pericolosi. Se Andromeda andasse a Quasar staremmo bene. (La magnitudine assoluta di un quasar è di circa -26, il che significa che sarebbero luminosi come il Sole a una distanza di 10 pc, quindi a 1.000.000 di pc (tipica galassia vicina) sarebbe 10 ** 10 dimmer o -1 mag. Solo una stella luminosa, nessun problema, i quasar semplicemente non sterilizzano un volume abbastanza grande di spazio perché questa discussione sia valida

— Mark Olson,

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Ci sono essenzialmente due ragioni.

Innanzitutto, i quasar sono oggetti rari, quindi anche se sono distribuiti in modo omogeneo su larga scala, la distanza media è grande. Inoltre, i quasar più luminosi sono ancora più rari, ma visibili a grandi distanze, quindi la loro distanza media è ancora più grande.

In secondo luogo, la maggior parte dei quasar erano più attivi su redshift . Si pensa che ciò sia dovuto al fatto che l'attività quasar è innescata da fusioni di galassie, che portano gas nei centri galattici in modo che i buchi neri supermassicci possano essere alimentati. Le fusioni di galassie e la formazione stellare hanno raggiunto il picco a . $z\sim2$ $z\sim2$

Infine, c'è un certo pregiudizio nel senso che gli astronomi sono alla ricerca degli oggetti più distanti (e quindi più antichi), perché sono più interessanti degli oggetti vicini quando si tratta di conoscere la storia della formazione dell'universo.

— Walter
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Sono scettico sul fatto che ci sia un pregiudizio sulla distanza. I quasar nelle vicinanze sarebbero molto interessanti. Per quanto riguarda l'attività dei quasar scatenata da fusioni galattiche, è probabile che la futura collisione della nostra galassia con Andromeda possa creare un quasar?

— Keith Thompson,

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I quasar vicini sarebbero ancora più interessanti (poiché consentono osservazioni dettagliate), ma tutti sono noti da tempo. I quasar intermedi-redshift (in ) sono molti e troppo distanti per investigazioni dettagliate.

z \sim 1 - 4

$z\sim1-4$

— Walter,

In effetti, la collisione di M31 con la Via Lattea molto probabilmente scatenerà un'attività quasar. Il buco nero al centro di M31 è volte più grande di quello della nostra galassia e può creare un quasar piuttosto luminoso.

100

$~100$

— Walter,

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La massa del buco nero è solo un parametro importante. Più importante è quanto e quanto velocemente puoi alimentarlo con il gas. Sia Andromeda che la Via Lattea avranno meno gas in 4 miliardi di anni di quanto non facciano adesso.

— Rob Jeffries,

C'è ancora più che abbastanza gas per fare un buon quasar. La domanda fondamentale è quanto di tutto ciò viene incanalato abbastanza vicino al binario del buco nero (che si formerà) e quindi quanto effettivamente accadrà su uno dei fori (piuttosto che essere espulso tramite una fionda gravitazionale).

— Walter,

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Ti sei imbattuto in un'osservazione profonda e hai quasi colto una delle sue conseguenze più importanti.

Esistono due forme del cosiddetto principio cosmologico. Esiste il principio cosmologico più limitato , che per parafrasare, dice che l'universo sembrerà lo stesso in tutte le direzioni a qualsiasi osservatore in qualsiasi parte dell'universo allo stesso tempo (cioè alla stessa epoca cosmologica). Esiste anche un perfetto principio cosmologico , secondo cui l'universo è omogeneo e isotropo sia nello spazio che nel tempo.

Il perfetto principio cosmologico era alla base della teoria dello stato stazionario dell'universo. Tuttavia, uno dei più ovvie obiezioni a questo è stato che siamo in grado di vedere che l'universo si è evoluto nel tempo. Una delle prime realizzazioni di ciò fu l'osservazione che i quasar erano più comuni a grandi distanze e quindi più comuni in passato.

Quindi questa osservazione ci dice che le caratteristiche dell'universo stanno cambiando con il tempo e quindi che il principio cosmologico Perfetto non è corretto.

Nel frattempo rimane il principio cosmologico più limitato. Asserisce che tutto dovrebbe essere uguale per tutti gli osservatori in una data epoca cosmologica; non richiede che l'universo appaia sempre uguale e quindi non richiede che la densità di particolari tipi di oggetti astronomici sia costante con la distanza.

L'attività di Quasar ha raggiunto il picco a turni rossi moderati a causa dei necessari processi di alimentazione dei nuclei galattici attivi e della competizione tra l'attività di fusione di galassie ricche di gas e l'estinzione causata dalla massiccia formazione di stelle e dal feedback negativo dell'AGN stesso. Sembra che il "punto debole" per le fasi relativamente brevi di "attività quasar" sia a turni rossi di 2-3 in cui vi sia stata una significativa attività di fusione e il trasporto di gas nelle regioni centrali delle galassie, ma che ci fosse stata insufficiente tempo di esaurire completamente il gas in galassie con buchi neri centrali.

— Rob Jeffries
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Penso che il paradosso di Olber sia l'obiezione più ovvia al perfetto principio cosmologico. Può essere risolto solo se l'universo è finito, o nello spazio o nel tempo (o entrambi o qualche strana fisica come la luce stancante).

— Walter,

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La teoria dello stato stazionario ovviamente è arrivata molto tempo dopo l'identificazione del paradosso di Olber. I sostenitori dello stato stazionario hanno semplicemente sostenuto che l'espansione dell'universo ha appena spostato la luce rossa da oggetti distanti. Il perfetto principio cosmologico non è contraddetto da una semplice espansione. Il paradosso di Olber non può essere spiegato da un universo statico infinito nello spazio e nel tempo.

— Rob Jeffries,

Va bene, ma la teoria dello stato stazionario richiede una fisica strana (nel senso del mio commento precedente), vale a dire la generazione di materia dal nulla mentre l'universo continua ad espandersi. In effetti, la teoria dello stato stazionario è proprio una tale spazzatura che continuo a chiedermi come possa mai attirare così tanta attenzione.

— Walter,

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La teoria dello stato stazionario è ovviamente contraddetta da molte cose, incluso l'argomento della mia risposta. Tuttavia, la creazione della materia dal nulla difficilmente può essere considerata un grosso ostacolo se l'alternativa è la creazione di tutto in una volta in un big bang! In effetti, l'origine del termine "big bang" è come un termine per ridicolizzare l'idea che tutto può essere creato in un istante dal nulla. La fisica richiesta dal big bang è molto più "strana" (o certamente non meno strana) di quella richiesta dalla teoria dello stato stazionario.

— Rob Jeffries,

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Si noti che il termine "Big Bang" è stato inventato da Fred Hoyle, il principale sostenitore della teoria dello stato stazionario per deridere il Big Bang. (Non ha funzionato ...)

— Mark Olson,

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C'era più gas in giro da accumulare all'inizio della storia dell'universo. Allora, la maggior parte del gas non era ancora collassata per formare le stelle, quindi c'era più combustibile disponibile sia per l'alimentazione dei buchi neri che per la formazione di nuove stelle. Gran parte di quel combustibile fu successivamente consumato nella formazione di stelle durante i primi miliardi di anni dopo il big bang.

— comprensibile
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Puoi forse aggiungere una fonte per questo grafico (sia per attribuirlo che per fornire alle persone una fonte di maggiori informazioni) se l'hai trovata altrove - o prendere nota, se l'hai costruita da solo? Grazie.

— HDE 226868

grafico da qui corsi.lumenlearning.com/astronomia/chapter/… trovato nuovamente cercando "relativo grafico tempo numero

— quasars

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"Far away" = "molto vecchio" in cosmologia.

Tutti i quasar sono lontani perché tutti sono vecchi. Questi sono oggetti che si sono verificati quando la nostra bolla dell'Universo era giovane. Quindi quando i nostri telescopi guardano lontano nello spazio, guardano indietro nel tempo e vedono un sacco di quasar allora.

Sono per lo più giganteschi buchi neri che divorano gas, polvere e spazzatura cosmica, di cui ce n'erano molti allora vicino a questi buchi neri. Dopo aver pulito l'aspirapolvere nel loro ambiente, si calmano e i quasar praticamente si spengono.

Non ci sono essenzialmente quasar che si formano nel nostro tempo. Pertanto non ci sono quasar visibili nelle vicinanze.

— Florin Andrei
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Esattamente. Quello che vedi è ciò che era prima. E "prima" significa che era in un posto diverso. Quando l'onda è bloccata nel muro, si riflette. Come con l'Universo come una pozza d'acqua chiusa, ogni volta che le onde si riflettono, le vedi ancora e ancora. Ma queste sono davvero onde "vecchie". Immagina solo una pozza d'acqua, ma rimuovi i muri (illimitati, ma non indefiniti).

— sanaris,