除光以外,我們所知的宇宙間移動速度最快的物體是什麼呢?

2020-12-20 天文在線

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1991年10月15日晚，我的天粒子（The Oh-My-God particle）被猶他大學的「蠅眼」宇宙射線探測器檢測到以99.9999999999999999999999999999951%的光速飛過了猶他州的達格威試驗場。

它的洛侖茲因子的驚人的每秒3200億-參考系與超過10000年的我們,或儘可能多的時間以來經過文明的黎明,它攜帶儘可能多的動能棒球投球接近每小時100公裡。

它的移動速度十分接近光速，以至於如果它和一個光子共同在銀河系的一端出發，當它們都到達另一端時，光子僅領先它不到半釐米。

它的觀測結果震驚了天體物理學家(因此得名)，他們估計它的能量約為3億TeV;相比之下，大型強子對撞機的質子所獲得的能量最高為6.5 TeV，洛倫茲係數為6930(這仍然非常快——在LHC質子的參照系中，一秒鐘相當於我們的近兩小時)。

事實上，自從第一個已知的現象以來，我們已經記錄了至少72個類似的事件，所以這不僅僅是一個虛假的現象。這裡的「相似」是指能量超過5700萬TeV的粒子，即Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK)上限值，這是一個理論上的宇宙射線質子能量上限，由於宇宙微波背景中光子的散射，高能質子會在這段極長的旅程（約1.6億光年）中失去能量。這種粒子被稱為極端能量宇宙射線（EECRs）。

GZK上限值意味著，像Oh-My-God粒子這樣的極端能量宇宙射線並不來源於早期宇宙，它是相當「年輕」的宇宙的倖存者，從在局部超星系團的某個地方發生的某種未知的物理過程中發出。與勞倫斯伯克利國家實驗室的Bevatron和費米實驗室的Tevatron類似，EECR的來源被戲稱為「zevatron」，以表明它們有能力將粒子加速到一個澤特電子伏特或十億電子伏特。

最快的是引力波。引力波甚至比光還要快。因為光在介質中會減慢:

vc=cn

即使在星際空間中也有痕量物質，即n>1。

接下來是中微子和光之間的緊密聯繫。中微子最慢的測量速度僅比光慢十億分之一。但是誤差條使它比光速更快。同樣，於未知的折射率和未知的中微子質量給這個結果帶來了不確定性。我們知道三個中微子的平均質量，但不知道每種中微子的質量。

請記住這是一個平均速度，最快的中微子能在數萬億年後與引力波保持同步。

第三種是來最遙遠的地方的宇宙射線。有些宇宙射線與光速僅相差一萬億分之一。但這些都是極其罕見的例外。通常情況下，引力波、中微子和光的傳播速度都比宇宙射線快。如果那種極其罕見的宇宙射線是由中微子產生的，那麼這種中微子就是那些能在幾萬億年中跟得上引力波的中微子之一，

光不是物體，而是電磁波譜中某一部分的電磁輻射。

除了光以外，宇宙中一些運動最快的「物質」是「等離子體團」。

許多早期的天文學家認為任何宇宙物質都不可能比光速快，然而，在我們的生活中，科學家們已經能夠發現並觀測到一種叫做「等離子體團」的東西(一團木星大小的熱氣體，嵌在超活躍星系噴射出的物質流中)

在美國天文學會的一次會議上，科學家們宣布他們已經測量到了在耀變體噴射流中以99.9%的光速在太空中呼嘯的物體。

「這告訴我們，在這些星系核心中進行的物理過程……它們極其活躍，能夠把物質推至非常接近宇宙絕對速度極限的水平。

想想快速移動的過熱氣體，即等離子體的力量:

「要把保齡球加速到這些運動中新測量到的速度，需要全世界一周的所有能量。」這些噴射流中的等離子體團至少有一顆大行星那麼大。」

耀變體噴射流在宇宙中穿梭的速度很快。實際上還比這稍微快一點。

在會議上提出的另一項研究表明，源於星系碰撞的極端超高能宇宙射線正以超過99.9%的光速撞擊地球大氣層。測量結果顯示，這個數字為99.9，之後又有19個9——這差不多是你在不扯頭髮的情況下所能得到的最接近光速的數字了。

這些粒子不是光，而是實實在在的物質。它們很小，被認為主要是質子，但激發它們的能量同樣奇妙，而且這些機制可能相互交織在一起。

然而，科學家們仍然不知道將物質加速到如此高速度的確切機制。在耀變體噴射流的例子中，它似乎與一個黑洞有關。一個特大質量黑洞錨定一個活動星系，將氣體吸入。有些被吞噬，有些只是簡單地加速，然後沿著星系的旋轉軸以高速噴射出。強烈的、扭曲的磁場可能是原因之一。

一些超高能的宇宙射線可能起源於耀變體噴射流，但其他的現象可能在太空中充當粒子加速器，例如星系合併和黑洞相撞。

科學家們利用美國國家科學基金會的超長基線陣列射電天文臺觀測到三顆已知的超級快的流星。

這個結果證實了以前的工作，並獲得了更準確的速度。等離子體團的驚人速度似乎已經達到了極限。

耀變體噴射流的所有觀測結果都與愛因斯坦的狹義相對論相一致，「噴射流被加速到光速屏障的邊緣，但不會超過光速屏障，儘管這些是宇宙中最有效的加速器之一。」

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

FY: Dotcalm

作者: quora

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