Astronomija

Katere frakcije snovi zadržijo in izpodrinejo kvazarji?

Katere frakcije snovi zadržijo in izpodrinejo kvazarji?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Na podlagi poizvedbe o masi kvazarja, kateri del snovi se izloči v primerjavi s snovjo, ki je izgubljena za BiH?

Ali obstaja graf, ki opisuje dele mase kvazarjev, ki prispevajo k sevanju diska, sevanju perja in votlini? (žal ne morem pomisliti na besedo, ker je prirastek in prirastek disk zmeden)


Vesoljska industrija v številkah

Velikost svetovnega trga pametnih vesoljskih prostorov naj bi se povečala z 9,4 milijarde USD leta 2020 na 15,3 milijarde USD do leta 2025, pri čemer bo v predvidenem obdobju sestavljena letna stopnja rasti (CAGR) 10,2%. Naraščajoče financiranje tveganega kapitala in vse večje naložbe v pametno vesoljsko tehnologijo za spodbujanje rasti trga.

Analitiki Morgan Stanley in Goldman Sachs so napovedovali, da bo gospodarska dejavnost v vesolju v prihodnjih desetletjih postala več milijard dolarjev vreden trg. Vesoljska ekipa Morgana Stanleyja ocenjuje, da bi lahko približno 350 milijard USD svetovna vesoljska industrija do leta 2040 narasla na več kot 1 bilijon USD.

Vir: Združenje satelitske industrije, Morgan Stanley Research, Thomson Reuters. * 2040 ocen


Reference

Walsh, D., Carswell, R. F. in amp Weymann, R. J. Narava 279, 381–384 (1979).

Wambsganss, J. Živi pregledi v relativnosti 1, Št. 12 (1998) http://www.livingreviews.org/Articles/Volume1/1998-12wamb

King, L. J., Browne, I. W. A., Marlow, D. R., Patnaik, A. R. in amp Wilkinson, P. N. Pon. Ne. R. Astron. Soc. 307, 225–235 (1999).

Paczynski, B. Astrophys. J. 304, 1–5 (1986).

Wyithe, J. S. B. in amp Loeb, A. Narava 417, 923–925 (2002).

Fan, X. et al. Astron. J. 122, 2833–2849 (2001).

Rees, M. J. Annu. Rev. Astron. Astrophys. 22, 471–506 (1984).

Turner, E. L. Astron. J. 101, 5–17 (1991).

Haiman, Z. in amp Loeb, A. Astrophys. J. 503, 505–517 (2001).

Madau, P., Haardt, F. in amp Rees, M. J. Astrophys. J. 514, 648–659 (1999).

Turner, E. L., Ostriker, J. P. in amp. Gott, J. R. Astrophys. J. 284, 1–22 (1984).


1. Uvod

Kvazarji kažejo bogat spekter emisijskih vodov, ki prihajajo iz bočnega območja ionskih vrst (npr. Netzer, 2013). Razlike v profilih linij, premikih linij, intenzitetah linij nakazujejo na raznolikost v dinamičnih pogojih in stopnje ionizacije širšega območja črte (BLR Sulentic et al. 2000). Obstaja splošno soglasje, da se H & # x003B2 in nizkojonizacijske črte (LIL) na splošno večinoma širijo z Dopplerjevim učinkom zaradi oddajanja virijskega gibanja plinov, medtem ko na visokoionizacijske črte (HIL) bolj vpliva nevirusno širjenje, verjetno povezane z vetrom iz diska ali nerodnimi izlivi (npr. Marziani et al., 1996 Elvis, 2000 Proga et al., 2000 Richards et al., 2011, za različne pristope). Relativna vidnost komponente vetra in diska odraža različno ravnovesje med sevalnimi in gravitacijskimi silami (Ferland et al., 2009 Marziani et al., 2010 Netzer in Marziani, 2010) in se sistematično spreminja vzdolž glavnega zaporedja kvazarja (MS) . Če lahko glavnega gonilnika zvezdnega diagrama HR štejemo za maso, je za glavno zaporedje kvazarja očitno najbolj pomembno razmerje med svetilnostjo in maso črne luknje (Boroson in Green, 1992 Sulentic et al., 2000 Marziani et al., 2001 Shen in Ho, 2014 Sun and Shen, 2015 Panda et al., 2019). Poleg tega kvazarji v nasprotju z zvezdami nimajo sferične simetrije, temveč samo aksialna simetrija: vrtenje črne luknje in os akrecijskega diska določata osi simetrije in prednostno ravnino (tj. ekvatorialno ravnino črne luknje, notranjo ravnino akrecijskega diska). Aspekt postane pomemben parameter za AGN. Učinek je najbolj opazen pri razločevanju med tipom 1 in tipom 2 (zakrit) AGN (npr. Antonucci, 1993 Urry in Padovani, 1995), pomemben pa je tudi za tip 1 AGN (neoviran) kot vidni kot (definiran kot kota med osjo diska in vidno črto) se lahko giblje med 0 in 60 stopinjami.

Citiranje Marzianija in sod. (2001), lahko rečemo, da & # x02026opaženo korelacijo & # x02026 je mogoče upoštevati, če jo v prvi vrsti vodi razmerje med svetilnostjo AGN in maso črne luknje (L/M & # x0221D L/LEdd, Eddingtonovo razmerje) se je pogovarjal z orientacijo vira. Več nedavnih preglednih člankov je obravnavalo glavno zaporedje kvazarja (npr. Sulentic et al., 2008 Sulentic in Marziani, 2015 Marziani et al., 2018b). Tu bomo na kratko povzeli osnovne koncepte in trende (oddelek 2), nato pa se bomo osredotočili na določen razred predmetov, najmočnejši FeII sevalci vzdolž zaporedja (oddelek 3). Osnove ocen svetilnosti virusa so nato predstavljene v oddelku 4, prav tako v obliki, odvisni od aspekta. Predhodni rezultati za kozmologijo so prikazani v oddelku 5 z uporabo H & # x003B2 in AlIII& # x003BB1860, da dosežete široko pokritost z rdečim premikom.


Ali so nevtrini vsekakor izključeni kot temna snov?

Navadni standardni nevtrini so delci temne snovi v smislu, da imajo maso in le šibko komunicirajo z vsem ostalim.

Za IIRC se ne štejejo za zadovoljivega kandidata, ker so skoraj vsi nevtrini v vesolju relativistični, medtem ko vemo, da je opažena temna snov "quotclumpy" in zato mora biti sestavljena iz nerelativističnih delcev.

Zakaj mislimo, da so nevtrini relativistični? (1) vsi nevtrinistični procesi danes ustvarjajo relativistični nevtrini in (2) velika večina nevtrinov bi morala biti prvotna, od

1 s po velikem poku, ko so se nevtrini ločili. Imeti morajo temperaturo

0,2 meV, vendar morajo imeti njihove nizke mase (skoraj) relativistične hitrosti še danes.

Vendar argument (2) predpostavlja, da ničesar ne zamudimo in da ni neznanega ali nepričakovanega procesa, ki je ustvarjal & quotcold & quot nevtrine. Naj zavoljo argumenta predpostavimo, da je bil tak postopek nekaj in obstaja podmnožica nevtrinov CvB, ki je dejansko veliko hladnejša od 2K.

Je ta možnost izključena?
Nizkoenergijski nevtrini IIRC imajo nizke prereze in nevtrini CvB niso bili nikoli neposredno opaženi (niti njihove gostote niti hitrosti). Se spomnim tega narobe?


Nekaj ​​razmisleka bo pokazalo, da je zakon o enakosti vztrajnostne in gravitacijske mase enakovreden trditvi, da je pospešek, ki ga telesu daje gravitacijsko polje, neodvisen od narave telesa. Za Newtonovo enačbo gibanja v gravitacijskem polju, zapisano v celoti, je:

(Inercialna masa) ⋅ < displaystyle cdot> (Pospešek) = < displaystyle => (Gravitacijska masa).

Šele ko obstaja numerična enakost med vztrajnostno in gravitacijsko maso, je pospešek neodvisen od narave telesa. [1] [2]

Nekaj ​​podobnega načelu enakovrednosti se je pojavilo v začetku 17. stoletja, ko je Galileo eksperimentalno izrazil, da je pospešek preskusne mase zaradi gravitacije neodvisen od količine mase, ki se pospešuje.

Johannes Kepler je z uporabo Galileovih odkritij pokazal poznavanje načela enakovrednosti z natančnim opisom, kaj bi se zgodilo, če bi luno ustavili v svoji orbiti in jo spustili proti Zemlji. To lahko ugotovimo, ne da bi vedeli, ali ali na kakšen način gravitacija upada z razdaljo, vendar je treba predpostaviti enakovrednost med gravitacijo in vztrajnostjo.

Če bi bila dva kamna postavljena v kateri koli del sveta blizu drugega in zunaj sfere vpliva tretjega sorodnega telesa, bi se ti kamni, kot dve magnetni igli, združili v vmesni točki in se s prostorom približali drugemu sorazmerna s primerjalno maso drugega. Če lune in zemlje v svojih orbitah ne bi obdržala njihova živalska sila ali kakšen drug ekvivalent, bi se Zemlja na Luno povzpela za štiriinpetdeset del njune razdalje, Luna pa bi padla proti zemlji skozi triinpetdeset drugih deli, in tam bi se srečali, če bi pa domnevali, da je snov obeh enake gostote.

Newtonova gravitacijska teorija je poenostavila in formalizirala Galilejeve in Keplerjeve ideje s prepoznavanjem Keplerjeve "živalske sile ali nekega drugega ekvivalenta", ki presega gravitacijo in vztrajnost, in iz Keplerjevih planetarnih zakonov razbere, kako se gravitacija zmanjšuje z razdaljo.

Načelo enakovrednosti je pravilno uvedel Albert Einstein leta 1907, ko je opazil, da pospeševanje teles proti središču Zemlje s hitrostjo 1g (g = 9,81 m / s 2, ki je standardna referenca gravitacijskega pospeška na zemeljski površini), je enakovreden pospešku vztrajnostno gibljivega telesa, ki bi ga opazili na raketi v prostem prostoru in pospešili s hitrostjo 1g. Einstein je izjavil tako:

mi predpostavimo popolno fizično enakovrednost gravitacijskega polja in ustrezen pospešek referenčnega sistema.

To pomeni, da je biti na površini Zemlje enakovredno bivanju v vesoljski ladji (daleč od kakršnih koli virov gravitacije), ki jo pospešujejo njeni motorji. Smer ali vektor pospeševalne enakovrednosti na površini zemlje je "navzgor" ali neposredno nasproti središča planeta, medtem ko je vektor pospeševanja v vesoljski ladji neposredno nasproti masi, ki jo iztisnejo potisniki. Iz tega načela je Einstein sklepal, da je prosti padec inercijsko gibanje. Predmeti pri prostem padu ne doživljajo pospeševanja navzdol (npr. Proti zemlji ali drugemu masivnemu telesu), temveč bolj breztežnost in brez pospeševanja. V inercijskem referenčnem telesu (in fotoni ali svetloba) upoštevajte Newtonov prvi zakon, ki se giblje s konstantno hitrostjo v ravnih črtah. Podobno je v ukrivljenem vesolju-času svetovna črta vztrajnostnega delca ali svetlobnega utripa čim bolj naravnost (v vesolju in čas). [4] Takšna svetovna črta se imenuje geodetska in je z vidika vztrajnostnega okvira ravna črta. Zato merilnik pospeška pri prostem padu ne zazna nobenega pospeška med notranjo preskusno maso in ohišjem merilnika pospeška.

Kot primer: vztrajnostno telo, ki se giblje vzdolž geodezike skozi vesolje, je lahko ujeto v orbito okoli velike gravitacijske mase, ne da bi kdaj pospešilo. To je mogoče, ker je vesolje-čas radikalno ukrivljeno v bližini velike gravitacijske mase. V takem primeru se geodetske črte upognejo navznoter okoli središča mase in prosto plavajoče (breztežno) inercijsko telo bo preprosto sledilo ukrivljenim geodetskim oblikam v eliptično orbito. Merilnik pospeška na vozilu nikoli ne zabeleži pospeška.

Nasprotno pa se v newtonski mehaniki domneva, da je gravitacija sila. Ta sila vleče predmete z maso proti središču katerega koli masivnega telesa. Na površini Zemlje gravitacijski sili preprečuje mehanični (fizični) upor površja Zemlje. Torej je v Newtonovi fiziki oseba, ki počiva na površini (nerotirajočega) masivnega predmeta, v inercijskem referenčnem okviru. Ti premisleki kažejo na naslednje posledice načela enakovrednosti, ki ga je Einstein natančno oblikoval leta 1911:

Kadar opazovalec zazna lokalno prisotnost sile, ki deluje na vse predmete sorazmerno z vztrajnostno maso vsakega predmeta, je ta opazovalec v pospešenem referenčnem okviru.

Einstein se je skliceval tudi na dva referenčna okvira, K in K '. K je enakomerno gravitacijsko polje, medtem ko K 'nima gravitacijskega polja, ampak je enakomerno pospešeno, tako da imajo predmeti v obeh okvirih enake sile:

Če predpostavimo, da sta sistema K in K 'fizično popolnoma enakovredna, pridemo do zelo zadovoljive razlage tega zakona izkušenj, torej če predpostavimo, da lahko sistem K enako dobro obravnavamo kot v prostoru, ki ni prost iz gravitacijskih polj, če potem K obravnavamo kot enakomerno pospešen. Ta predpostavka natančne fizične enakovrednosti onemogoča, da bi govorili o absolutnem pospeševanju referenčnega sistema, tako kot nam običajna teorija relativnosti prepoveduje govoriti o absolutni hitrosti sistema in omogoča enak padec vseh teles v gravitacijskem polju se zdi nekaj samoumevnega.

To opazovanje je bilo začetek procesa, ki je dosegel vrhunec v splošni relativnosti. Einstein je predlagal, da bi ga morali povišati v status splošnega načela, ki ga je pri konstruiranju svoje teorije relativnosti imenoval "načelo enakovrednosti":

Dokler se omejujemo na zgolj mehanske procese na področju, kjer vlada Newtonova mehanika, smo prepričani v enakovrednost sistemov K in K '. Toda to naše stališče ne bo imelo globljega pomena, razen če bosta sistema K in K 'enakovredna glede na vse fizikalne procese, torej razen če se naravni zakoni glede K popolnoma ne strinjajo s tistimi glede K'. . Če predpostavimo, da je tako, pridemo do načela, ki ima, če je resnično, resnično hevrističen pomen. Kajti s teoretičnim obravnavanjem procesov, ki potekajo v primerjavi z referenčnim sistemom z enakomernim pospeševanjem, dobimo informacije o karieri procesov v homogenem gravitacijskem polju.

Einstein je združil (postuliral) princip enakovrednosti s posebno relativnostjo, da je napovedal, da ure tečejo z različno hitrostjo v gravitacijskem potencialu, svetlobni žarki pa se upogibajo v gravitacijskem polju, še preden je razvil koncept ukrivljenega vesolja-časa.

Izvirno načelo enakovrednosti, kot ga je opisal Einstein, je zaključilo, da sta prosti padec in vztrajnostno gibanje fizično enakovredna. Ta oblika načela enakovrednosti je lahko navedena na naslednji način. Opazovalec v sobi brez oken ne more razlikovati med tem, da je na površju Zemlje in da je v vesoljski ladji v globokem vesolju, ki pospešuje z 1 g. To ni povsem res, ker masivna telesa povzročajo plimske učinke (ki jih povzročajo spremembe moči in smeri gravitacijskega polja), ki jih v pospeševalni vesoljski ladji v globokem vesolju ni. Prostor bi zato moral biti dovolj majhen, da bi lahko zanemarili učinke plimovanja.

Čeprav je načelo enakovrednosti vodilo razvoj splošne relativnosti, to ni temeljno načelo relativnosti, temveč preprosta posledica geometrijska narava teorije. V splošni relativnosti predmeti v prostem padu sledijo geodeziji vesolja-časa in tisto, kar zaznamo kot gravitacijsko silo, je namesto tega posledica tega, ker ne moremo slediti tem geodezijam vesolja-časa, ker nam mehanska odpornost zemeljske snovi ali površine preprečuje pri tem.

Ker je Einstein razvil splošno relativnost, je bilo treba razviti okvir za preizkušanje teorije v primerjavi z drugimi možnimi teorijami gravitacije, združljivimi s posebno relativnostjo. To je razvil Robert Dicke kot del svojega programa za preizkušanje splošne relativnosti. Predlagana sta bila dva nova načela, tako imenovano načelo Einsteinove enakovrednosti in načelo močne enakovrednosti, ki vsaka za izhodišče predpostavlja načelo šibke enakovrednosti. Razlikujejo se le po tem, ali veljajo za gravitacijske poskuse ali ne.

Potrebno je še pojasnilo, da načelo enakovrednosti predpostavlja konstanten pospešek 1g, ne da bi upoštevali mehaniko generiranja 1g. Če upoštevamo njegovo mehaniko, potem moramo domnevati, da ima omenjena soba brez oken fiksno maso. Če ga pospešite z 1 g, pomeni, da deluje konstantno, kar je = m * g, kjer je m masa sobe brez oken in njene vsebine (vključno z opazovalcem). Če opazovalec skoči v prostor, bo predmet, ki leži prosto na tleh, za trenutek zmanjšal težo, ker se bo pospešek za trenutek zmanjšal zaradi opazovalca, ki se bo potisnil nazaj proti tlom, da bi skočil. Predmet se bo nato zvišal, medtem ko je opazovalec v zraku, posledična zmanjšana masa prostora brez oken pa omogoča večji pospešek, ko bo opazovalec še enkrat pristal in potisnil proti tlom, bo spet shujšal in končno se bo vrnil k svoji začetni teži nato. Da bi bili vsi ti učinki enaki učinkom, ki bi jih merili na planetu, ki proizvaja 1 g, je treba domnevati, da ima soba brez oken enako maso kot ta planet. Poleg tega soba brez oken ne sme povzročiti lastne teže, sicer se scenarij še spremeni. To so tehnične značilnosti, jasno, vendar praktične, če želimo, da poskus pokaže bolj ali manj natančno enakovrednost 1 g gravitacije in 1 g pospeška.

Trenutno se uporabljajo tri oblike načela enakovrednosti: šibka (galilejska), einsteinova in močna.

Načelo šibke enakovrednosti Uredi

The načelo šibke enakovrednosti, znan tudi kot univerzalnost prostega padca ali Galilejevo načelo enakovrednosti lahko navedemo na več načinov. Močan EP, posplošitev šibkega EP, vključuje astronomska telesa z gravitacijsko samovezujočo energijo [5] (npr. 1,74 pulzarja sončne mase PSR J1903 + 0327, katerega 15,3% ločene mase ni kot gravitacijsko vezavna energija [6] ] [ neuspešno preverjanje ]). Šibki EP namesto tega domneva, da padajoča telesa samo vežejo negravitacijske sile (npr. Kamen). Kakorkoli:

Usmerjenost točkovne mase v gravitacijskem polju je odvisna samo od začetnega položaja in hitrosti ter je neodvisna od njegove sestave in struktura. Vsi preskusni delci na enaki vesoljsko-časovni točki v določenem gravitacijskem polju bodo podvrženi enakemu pospeševanju, ne glede na njihove lastnosti, vključno z maso mirovanja. [7] Vsa lokalna središča množičnega prostega padca (v vakuumu) vzdolž enakih (vzporedno premaknjenih, enakih hitrosti) minimalnih usmeritev delovanja, neodvisno od vseh opaznih lastnosti. Vakuumska svetovna linija telesa, potopljenega v gravitacijsko polje, je neodvisna od vseh opaznih lastnosti. Lokalni učinki gibanja v ukrivljenem vesolju (gravitacija) se ne razlikujejo od učinkov pospešenega opazovalca v ravnem vesolju, brez izjeme. Masa (merjena z tehtnico) in teža (merjena s tehtnico) sta lokalno v enakem razmerju za vsa telesa (uvodna stran Newtonove Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, 1687).

Kraj odpravlja merljive plimovalne sile, ki izvirajo iz radialnega divergentnega gravitacijskega polja (npr. Zemlje) na fizična telesa končne velikosti. Načelo "padajoče" enakovrednosti zajema Galilejevo, Newtonovo in Einsteinovo konceptualizacijo. Načelo enakovrednosti ne zanika obstoja merljivih učinkov, ki jih povzroča vrtenje gravitacijska masa (vlečenje okvirja) ali pa upoštevajte meritve odklona svetlobe in gravitacijske časovne zakasnitve, ki jih opravijo nelokalni opazovalci.

Aktivne, pasivne in vztrajnostne mase Uredi

Po definiciji aktivne in pasivne gravitacijske mase je sila na M 1 < displaystyle M_ <1>> zaradi gravitacijskega polja M 0 < displaystyle M_ <0>>:

Prav tako sila na drug objekt poljubne mase2 zaradi gravitacijskega polja mase0 je:

Po definiciji vztrajnostne mase:

Z drugimi besedami, pasivna gravitacijska masa mora biti sorazmerna z vztrajnostno maso vseh predmetov.

mora biti enaka in nasprotna

Z drugimi besedami, pasivna gravitacijska masa mora biti sorazmerna z aktivno gravitacijsko maso za vse predmete.

Preizkusi načela šibke enakovrednosti Uredi

Preskusi načela šibke enakovrednosti so tisti, ki preverjajo enakovrednost gravitacijske mase in vztrajnostne mase. Očiten test je spuščanje različnih predmetov, idealno v vakuumsko okolje, npr. Znotraj spuščenega stolpa Fallturm Bremen.

Leto Preiskovalec Občutljivost Metoda
500? Filopon [14] "majhen" Spustni stolp
1585 Stevin [15] 5×10 −2 Spustni stolp
1590? Galileo [16] 2×10 −2 Nihalo, spustni stolp
1686 Newton [17] 10 −3 Nihalo
1832 Bessel [18] 2×10 −5 Nihalo
1908 (1922) Eötvös [19] 2×10 −9 Torzijska tehtnica
1910 Južnjaki [20] 5×10 −6 Nihalo
1918 Zeeman [21] 3×10 −8 Torzijska tehtnica
1923 Potter [22] 3×10 −6 Nihalo
1935 Renner [23] 2×10 −9 Torzijska tehtnica
1964 Dicke, Roll, Krotkov [10] 3x10 −11 Torzijska tehtnica
1972 Braginsky, Panov [24] 10 −12 Torzijska tehtnica
1976 Shapiro, et al. [25] 10 −12 Lunin laserski domet
1981 Keizer, Faller [26] 4×10 −11 Podpora tekočini
1987 Niebauer, et al. [27] 10 −10 Spustni stolp
1989 Stubbs, et al. [28] 10 −11 Torzijska tehtnica
1990 Adelberger, Eric G. in sod. [29] 10 −12 Torzijska tehtnica
1999 Baessler, et al. [30] [31] 5x10 −14 Torzijska tehtnica
2017 MIKROSKOP [32] 10 −15 Zemeljska orbita

Na univerzi v Washingtonu še vedno izvajajo poskuse, ki postavljajo omejitve za diferencialni pospešek predmetov proti Zemlji, Soncu in temni snovi v galaktičnem središču. Prihodnji satelitski poskusi [33] - STEP (Satelitski test načela enakovrednosti) in Galileo Galilei - bodo z veliko večjo natančnostjo preizkusili načelo šibke enakovrednosti v vesolju.

S prvo uspešno proizvodnjo antimaterije, zlasti anti-vodika, je bil predlagan nov pristop za preizkušanje načela šibke enakovrednosti. Trenutno se razvijajo eksperimenti za primerjavo gravitacijskega vedenja snovi in ​​antimaterije. [34]

Predlogi, ki bi lahko privedli do kvantne teorije gravitacije, kot sta teorija strun in zančna kvantna gravitacija, napovedujejo kršitve načela šibke enakovrednosti, ker vsebujejo veliko svetlobnih skalarnih polj z dolgimi Comptonovimi valovnimi dolžinami, ki bi morale ustvariti peto silo in spremembo temeljnih konstant. Hevristični argumenti kažejo, da bi lahko bila obseg teh kršitev načela enakovrednosti v območju od 10-13 do 10-18. [35] Trenutno predvideni preskusi načela šibke enakovrednosti se približujejo stopnji občutljivosti, tako da neodkritje kršitve bi bil enako globok rezultat kot odkritje kršitve. Neodkritje kršitve načela enakovrednosti v tem območju bi nakazovalo, da se gravitacija tako bistveno razlikuje od drugih sil, da bi bilo treba ponovno ovrednotiti trenutne poskuse poenotenja gravitacije z drugimi naravnimi silami. Pozitivno odkrivanje pa bi bilo glavno vodilo k poenotenju. [35]

Einsteinovo načelo enakovrednosti Uredi

To, kar se zdaj imenuje "Einsteinovo načelo enakovrednosti", navaja, da velja načelo šibke enakovrednosti in da: [36]

Rezultat katerega koli lokalnega ne gravitacijskega eksperimenta v prosto padajočem laboratoriju je neodvisen od hitrosti laboratorija in njegove lokacije v vesolju-času.

Tu ima "lokalno" prav poseben pomen: poskus ne samo, da ne sme biti zunaj laboratorija, temveč mora biti tudi majhen v primerjavi z variacijami gravitacijskega polja in plimovanja, tako da ves laboratorij prosto pada. To pomeni tudi odsotnost interakcij z "zunanjimi" polji razen gravitacijskega polja. [ navedba potrebna ]

Načelo relativnosti pomeni, da mora biti rezultat lokalnih poskusov neodvisen od hitrosti aparata, zato je najpomembnejša posledica tega principa Kopernikova ideja, da so brezdimenzionalne fizikalne vrednosti, kot sta konstanta fine strukture in elektroni proti protonu masno razmerje ne sme biti odvisno od tega, kje v prostoru ali času jih merimo. Številni fiziki verjamejo, da katera koli Lorentzova invariantna teorija, ki izpolnjuje načelo šibke enakovrednosti, izpolnjuje tudi Einsteinovo načelo enakovrednosti.

Schiffova domneva predlaga, da načelo šibke enakovrednosti pomeni Einsteinovo načelo enakovrednosti, vendar ni dokazano. Kljub temu se načeli preizkušata z zelo različnimi vrstami poskusov. Einsteinovo načelo enakovrednosti je bilo kritizirano kot nenatančno, ker ni splošno sprejetega načina za ločevanje gravitacijskih od negravitacijskih eksperimentov (glej na primer Hadley [37] in Durand [38]).

Preizkusi Einsteinovega načela enakovrednosti Uredi

Poleg preskusov načela šibke enakovrednosti lahko preskusimo tudi Einsteinovo načelo enakovrednosti z iskanjem variacije brezdimenzijskih konstant in masnih razmerij. Sedanje najboljše meje spreminjanja osnovnih konstant so bile v glavnem postavljene s preučevanjem naravnega jedrskega cepitvenega reaktorja Oklo, kjer je bilo dokazano, da so jedrske reakcije, podobne današnjim, opažene pod zemljo pred približno dvema milijardama leti. Te reakcije so izjemno občutljive na vrednosti temeljnih konstant.

Stalno Leto Metoda Omejitev delnih sprememb
protonski giromagnetni faktor 1976 astrofizični 10 −1
šibka konstanta interakcije 1976 Oklo 10 −2
konstanta fine strukture 1976 Oklo 10 −7
masno razmerje med elektroni in protoni 2002 kvazarji 10 −4

Veliko je bilo kontroverznih poskusov, da bi omejili spreminjanje močne konstante interakcije. Obstaja več predlogov, da se "konstante" v kozmoloških merilih razlikujejo. Najbolj znano je poročanje o odkrivanju variacije (na ravni 10-5) konstante fine strukture iz meritev oddaljenih kvazarjev, glej Webb et al. [39] Drugi raziskovalci [ WHO? ] izpodbijajo te ugotovitve. Drugi preizkusi Einsteinovega načela enakovrednosti so poskusi gravitacijskega rdečega premika, kot je poskus Pound-Rebka, s katerim se preizkuša položajna neodvisnost poskusov.

Načelo močne enakovrednosti Uredi

Načelo močne enakovrednosti nakazuje, da so gravitacijski zakoni neodvisni od hitrosti in lokacije. Še posebej,

Gravitacijsko gibanje majhnega preizkusnega telesa je odvisno le od njegovega začetnega položaja v vesolju-času in hitrosti, ne pa tudi od njegove konstitucije.

Rezultat katerega koli lokalnega eksperimenta (gravitacijski ali ne) v prosto padajočem laboratoriju je neodvisen od hitrosti laboratorija in njegove lokacije v vesolju.

Prvi del je različica načela šibke enakovrednosti, ki velja za predmete, ki na sebe izvajajo gravitacijsko silo, kot so zvezde, planeti, črne luknje ali poskusi Cavendisha. Drugi del je Einsteinovo načelo enakovrednosti (z enako definicijo "lokalno"), preoblikovano, da omogoča gravitacijske poskuse in samo gravitacijska telesa. Prosto padajoči predmet ali laboratorij pa mora biti še vedno majhen, tako da lahko zanemarimo plimovanje (torej "lokalni poskus").

To je edina oblika načela enakovrednosti, ki velja za samo gravitacijske predmete (kot so zvezde), ki imajo znatne notranje gravitacijske interakcije. Zahteva, da mora biti gravitacijska konstanta povsod v vesolju enaka in nezdružljiva s peto silo. Je veliko bolj restriktivno kot Einsteinovo načelo enakovrednosti.

Načelo močne enakovrednosti nakazuje, da je gravitacija po naravi povsem geometrična (to pomeni, da metrika sama določa učinek gravitacije) in z njo ni povezanih dodatnih polj. Če opazovalec meri prostor v ravnino, potem načelo močne enakovrednosti nakazuje, da je popolnoma enakovredno kateremu koli drugemu delu vesolja. Einsteinova teorija splošne relativnosti (vključno s kozmološko konstanto) naj bi bila edina teorija gravitacije, ki izpolnjuje načelo močne enakovrednosti. Številne alternativne teorije, na primer Brans – Dickejeva teorija, zadovoljujejo le Einsteinovo načelo enakovrednosti.

Preizkusi načela močne enakovrednosti Uredi

Načelo močne enakovrednosti je mogoče preizkusiti z iskanjem variacije Newtonove gravitacijske konstante G v življenju vesolja ali, kar je enako, sprememba v masi osnovnih delcev. Številne neodvisne omejitve iz orbit v Osončju in študije nukleosinteze Big Bang so pokazale, da G ne more spreminjati za več kot 10%.

Tako lahko načelo močne enakovrednosti preizkusimo z iskanjem petih sil (odstopanja od zakona gravitacijske sile, predvidene s splošno relativnostjo). Ti eksperimenti običajno iščejo napake gravitacijskega vedenja inverzno kvadratnega zakona (natančneje Yukawa sil ali neuspeha Birkhoffovega izreka) v laboratoriju. Najbolj natančne teste na kratkih razdaljah je opravila skupina Eöt – Wash. Prihodnji satelitski eksperiment, SEE (Satellite Energy Exchange), bo iskal pete sile v vesolju in bi moral biti sposoben še bolj omejiti kršitve načela močne enakovrednosti. Druge meje, ki iščejo sile velikega dosega, so bile postavljene z iskanjem Nordtvedtovega učinka, "polarizacije" orbit sončnega sistema, ki bi jo povzročilo gravitacijsko samoenergijsko pospeševanje z drugačno hitrostjo kot običajna snov. Ta učinek je občutljivo preizkusil Lunar Laser Ranging Experiment. Drugi testi vključujejo preučevanje odklona sevanja od oddaljenih radijskih virov proti soncu, ki ga je mogoče natančno izmeriti z zelo dolgo osnovno interferometrijo. Drug občutljiv test izhaja iz meritev frekvenčnega premika signalov na vesoljsko plovilo Cassini in z njega. Skupaj so te meritve omejile Brans-Dickejevo teorijo in druge alternativne teorije gravitacije.

Leta 2014 so astronomi odkrili zvezdni trojni sistem, ki je vseboval milisekundni pulsar PSR J0337 + 1715 in dva bela palčka, ki sta krožila okoli njega. Sistem jim je omogočil, da z močno natančnostjo preizkusijo načelo močne enakovrednosti v močnem gravitacijskem polju. [40] [41] [42] [43]

Leta 2020 je skupina astronomov, ki je analizirala podatke iz vzorca Spitzerjeve fotometrije in natančnih rotacijskih krivulj (SPARC) skupaj z ocenami obsežnega zunanjega gravitacijskega polja iz kataloga galaksij neba, zaključila, da obstajajo zelo statistično pomembni dokazi o kršitvah načela močne enakovrednosti v šibkih gravitacijskih poljih v bližini rotacijsko podprtih galaksij. [44] Opazili so učinek, ki je v skladu z zunanjim poljskim učinkom spremenjene Newtonove dinamike (MOND), hipoteza, ki predlaga modificirano teorijo gravitacije, ki presega splošno relativnost, in ni v skladu z učinki plime in oseke v paradigmi modela Lambda-CDM, splošno znani kot Standardni model kozmologije.

Eden od izzivov načela enakovrednosti je Brans-Dickejeva teorija. Kozmologija samo-ustvarjanja je modifikacija Brans-Dickejeve teorije.

Avgusta 2010 so raziskovalci z Univerze v Novem Južnem Walesu, Tehnološke univerze Swinburne in Univerze v Cambridgeu objavili članek z naslovom "Dokazi za prostorsko spremembo konstante fine strukture", katerega predhodni zaključek je, da "kvalitativno [ nakazujejo kršitev Einsteinovega načela enakovrednosti in bi lahko sklepali na zelo veliko ali neskončno vesolje, znotraj katerega naš "lokalni" Hubblov volumen predstavlja majhen delček. " [45]

Nizozemski fizik in teoretik strun Erik Verlinde je ustvaril samostojno, logično izpeljavo načela enakovrednosti, ki temelji na začetni predpostavki o holografskem vesolju. Glede na te razmere gravitacija ne bi bila resnična temeljna sila, kot se trenutno misli, temveč "pojavna lastnost", povezana z entropijo. Verlindejeva entropična teorija gravitacije očitno naravno vodi do pravilne opažene moči temne energije. Prejšnji neuspehi, da bi razložili njeno neverjetno majhno velikost, so takšni ljudje imenovali kot kozmolog Michael Turner (ki je zaslužen, da je izraz "temna energija" skoval kot " največja zadrega v zgodovini teoretične fizike ". [46] Te ideje še zdaleč niso ustaljene in še vedno zelo kontroverzne.


Rešitve v barionski fiziki?

Ko so prvič ugotovili problem jedra, je bilo običajno, da bi vključevanje barionske fizike samo poslabšalo problem z adiabatskim krčenjem porazdelitve gostote temne snovi (6, 40). Navarro et al. (41) proposed a scenario, which seemed extreme at the time, for producing a cored dark matter distribution: Dissipative baryons draw in the dark matter orbits adiabatically by slowly deepening the gravitational potential and then release them suddenly when the supernova feedback of a vigorous starburst blows out a substantial fraction of the baryonic material, leaving the dark matter halo less concentrated than the one that would have formed in the absence of baryons. Since then, hydrodynamic simulations have greatly improved in numerical resolution and in the sophistication with which they model star formation and supernova feedback. With the combination of a high gas density threshold for star formation and efficient feedback, simulations successfully reproduce the observed stellar and cold gas fractions of field galaxies. The ejection of low angular momentum gas by feedback plays a critical role in suppressing the formation of stellar bulges in dwarf galaxies (42), another long-standing problem in early simulations of galaxy formation. The episodic gas outflows also produce rapid fluctuations of the gravitational potential, in contrast to the steady growth assumed in adiabatic contraction models.

Fig. 3, based on work by Governato et al. (43), illustrates the impact of this episodic feedback on the dark matter density profile. In Fig. 3 (Left), the black dotted-dashed curve shows the final halo profile of an N-body simulation run with gravity and dissipationless matter only. Other curves show the evolution of the dark matter density profile in a hydrodynamic simulation with star formation and feedback, from the same initial conditions. Over time, the central dark matter density drops and the cuspy profile is transformed to one with a nearly constant density core (Fig. 3, Left, black solid curve). Pontzen and Governato (44) present an analytical model that accurately describes this transformation (and its dependence on simulation assumptions) essentially, the rapid fluctuations in the central potential pump energy into the dark matter particle orbits, so that they no longer penetrate to the center of the halo. The simulations of Governato et al. (43) use smoothed particle hydrodynamics, and the same flattening of dark matter cusps is found in adaptive mesh refinement simulations that have similarly episodic supernova feedback (45).

Baryonic effects on CDM halo profiles in cosmological simulations. (Left) Black dotted-dashed curve shows the cuspy dark matter density profile resulting from a collisionless N-body simulation. Other curves show the evolution of the dark matter profile in a simulation from the same initial conditions, which include gas dynamics, star formation, and efficient feedback. By z = 0 (black solid curve), the perturbations from the fluctuating baryonic potential have flattened the inner profile to a nearly constant density core. (Prav) Logarithmic slope of the dark matter profile α measured at 0.5 kpc, as a function of galaxy stellar mass. Crosses show results from multiple hydrodynamic simulations. Squares show measurements from rotation curves of galaxies observed by The HI Nearby Galaxy Survey (THINGS). The black curve shows the expectation for pure dark matter simulations, computed from NFW profiles with the appropriate concentration. For M ∗ > 10 7 M ⊙ , baryonic effects reduce the halo profile slopes to agree with observations. Both panels reprinted from ref. 43.

Fig. 3 (Prav) compares the density profile slopes of simulated galaxies with observational estimates from 21-cm measurements of nearby galaxies (46) with predictions for an NFW dark matter halo. The reduced central density slopes agree well with observations for galaxies with a stellar mass of M ∗ > 10 7 M ⊙ . Strong gas outflows are observed in a wide variety of galaxies, including the likely progenitors of M ∗ ∼ 10 8 − 10 9 M ⊙ dwarfs observed at z ∼ 2 (47). However, for galaxies with M ∗ below ∼ 10 7 M ⊙ , analytical models suggest that with so few stars, there is not enough energy in supernovae alone to create dark matter cores of ∼ 1 kpc (48). More generally, Garrison-Kimmel et al. (49) used idealized, high-resolution simulations to model potential fluctuations of the type expected in episodic feedback models and concluded that the energy required for solving the too big to fail problem exceeds that available from supernovae in galaxies with stellar masses below ∼ 10 7 M ⊙ . The low-mass galaxies in Fig. 3 (from ref. 43) are consistent with this expectation, with density profile slopes that are negligibly affected by feedback at the 0.5-kpc scale. On the other hand, high-resolution simulations of luminous satellites in the halo of Milky Way-like hosts do show reduced central dark matter densities from a combination of early feedback effects with ram pressure stripping and tidal heating by the host halo and disk, processes that can extract energy from the host galaxy’s gravitational potential (50 ⇓ –52). Alternatively, Kuhlen et al. (53) argue that the regulation of star formation by molecular hydrogen cooling may make the stellar content of galaxies highly stochastic at a halo mass as high as 10 10 M ⊙ (also ref. 54), so that even the Milky Way’s most massive subhalos are not too big to fail. Ram pressure in the galactic halo could then remove the gas from the dark subhalos.

These arguments point to isolated, low-mass galaxies with M ∗ ∼ 10 6 − 10 7 M ⊙ as ideal laboratories for testing the predictions of CDM-based models. Dwarfs that are far separated from a giant galaxy must rely on their own (modest) supernova reservoirs for energy injection. Ferrero et al. (55) have studied a population of ∼ 10 6 − 10 7 M ⊙ field galaxies and argue that the central density problem persists even for relatively isolated dwarfs of this size. If this result holds up in further investigations, it will become a particularly serious challenge to CDM.


Title: A New Method to Measure the Post-reionization Ionizing Background from the Joint Distribution of Ly α and Ly β Forest Transmission

The amplitude of the ionizing background that pervades the intergalactic medium (IGM) at the end of the epoch of reionization provides a valuable constraint on the emissivity of the sources that reionized the universe. While measurements of the ionizing background at lower redshifts rely on a simulation-calibrated mapping between the photoionization rate and the mean transmission of the Lyα forest, at z ≳ 6 the IGM becomes increasingly opaque and transmission arises solely in narrow spikes separated by saturated Gunn–Peterson troughs. In this regime, the traditional approach of measuring the average transmission over large

50 Mpc/h regions is less sensitive and suboptimal. In addition, the five times smaller oscillator strength of the Lyβ transition implies that the Lyβ forest is considerably more transparent at z ≳ 6, even in the presence of contamination by foreground z

5 Lyα forest absorption. We present a novel statistical approach to analyze the joint distribution of transmission spikes in the cospatial z

6 Lyα and Lyβ forests. Our method relies on approximate Bayesian computation (ABC), which circumvents the necessity of computing the intractable likelihood function describing the highly correlated Lyα and Lyβ transmission. We apply ABC to mock data generated from amore » large-volume hydrodynamical simulation combined with a state-of-the-art model of ionizing background fluctuations in the post-reionization IGM and show that it is sensitive to higher IGM neutral hydrogen fractions than previous techniques. As a proof of concept, we apply this methodology to a real spectrum of a z = 6.54 quasar and measure the ionizing background from 5.4 ≤ z ≤ 6.4 along this sightline with


THE LAWS OF PHYSICS

Special relativity is based on the invariance of the laws of physics upon the choice of inertial reference frame and the empirical fact that the speed of light in vacuum is the same for all inertial observers.

Notice the prominence of the observer in these two postulates. Implicit in the laws are the way in which they are tested, with clocks and rulers to measure events. This is similar to the correspondence between observables and hermitian operators in quantum mechanics which is the only measurement that has a physical reality in any experiment.

The laws of physics are the same everywhere, therefore phenomena observed in the laboratory could also occur eleswhere in the galaxy. This is the power behind the symmetry in the laws of physics, it's laws are independent of location and of time. i.e. effects observed across the galaxy obey the same laws. It is rather a remarkable property of the universe that we can probe so far away and so far back in time and still be able to use table-top science as a useful tool in decoding raw astronomical observations.

Given that the interplay between experimental labs and observational astrophysics has proved so fruitful in the past why now ignore this growing knowledge base of empirical observations made in thousands of laboratories around the world ?

This heavy empirical emphasis on experimental verification of phenomena has often been overlooked cosmologist.

Consider in particular the laser It has revitalized the field of optics, revolutionized communications, medicine and industry, you probably have one of these little marvels of modern technology a few inches away in your CD-ROM drive or laser printer. You may have noticed the red laser light in supermarket bar-code readers or used as pen-sized pointers at seminars.

Considering it's prevalence in the field of physics why has it been overlooked by astronomers when it comes to explaining quasar emission lines? Perhaps it was because the field of lasers was too immature at the time Schmidt (1963) made his fateful assumption that the emission lines were redshhifted ? He may not have been aware of amplified spontaneous emission laser action in rapidly cooled recombining plasmas. This may have been excusable at the time, but not today where the field has matured and the phenomena of laser action in recombining plasmas is heavily investigated.

Some have claimed that even though laser action occurs on earth, it doesn't necessarily imply that it occurs in stars, however they fail to give any justification of this statement. This belief almost amounts to saying that 'the laws of physics are different in outer space', it is a 'privileged' environment not subject to laboratory verification. This attitude conflicts with the fundamental symmetry of the laws of physics with respect to translation in time and space. It seems to stem from an elitist attitude which unfortunately pervades fields in which are readily amenable to observational confirmation such as astronomy. i.e. 'It's just the way things are so accept it. ' seems to be the prime directive in cosmological quasar theories.


Astronomy 115 Final Study Guide

25,000 LY beyond the stars that make the pattern of the constellation Sagittarius. The Very Large Array (VLA) radio telescope system in New Mexico has resolved this strong radio sources into components as small as 3 AU across. The part known as "Sagittarius A*" lies at the center of the Galaxy and is believed to contain a supermassive black hole. The diameter of the event horizon of a black hole with 4 million solar masses would be

230 km/sec (toward Cygnus). The Sun's galactic orbit has a circumference of 2πr=2π (26,000 LY). To travel this distance at 230 km/sec requires

23% of the universe. Normal matter is only

8 minutes ago. We see M31 not as it is now, but as it was

2.5 million years ago. We see a galaxy with a redshift of 0.05 not as it is now, but as it was

28 billion LY apart, but are observed to have very similar properties. They must have formed close together and came to have similar properties. Then sudden drastic expansion (inflation) of space occurred briefly, separating them tremendously and then normal expansion resumes. The inflation are allowed space to balloon by a factor of

13.8 billion years ago, so light from stars, maybe

1million
In this case, the typical separation between civilizations would be

47,000 mph). This speed was achieved that the launch of the New Horizon probe to Pluto. It would take

80,000 years to get to Alpha Centauri at our best possible current speed of light. According to the special relativity theory, no object with mass can achieve the speed of light. There is no objection, however, to get closer and closer to the speed of light by expanding more and more energy. Assuming that we could somehow accomplish relativistic travel, we would find a very strange result. If travelers left Earth at 99.5% the speed of light to Alpha Centauri (round distance

8 LY), they would experience 8/10 year or

11 months. They would return on Earth

8 years after departure. This is because the moving clock runs slow at this speed by a factor of


Poglej si posnetek: Sifon pumpa za istakanje goriva ili tekućina (Januar 2023).