Що найгарячіше у Всесвіті?

Прямо від моєї семирічки до вас, саме те, що написано на обкладинці:

Що найгарячіше у Всесвіті?

Щоб зробити це зручним для обміну стеками, я додам наступні застереження:

• він повинен бути обмеженим, як у фактично компактному об'єкті, або в класі об'єктів, або в частині об'єкта
• вона повинна бути спостережливою
• це повинен бути астрономічний об'єкт, тобто плазма кварка Глюона, створена зіткненнями на великому адронному колайдері, не враховується.

Спасибі, Брюс

Енергетичні нейтрино спостерігали з ядра наднової ( SN 1987A ). Виснована температура в "нейтриносфері" становить близько 4 МеВ (що еквівалентно 50 млрд. K - ( K, Valentim та ін., 2017 ). Отже, вона спостерігається і спостерігається.$5\times 10^{10}$

Самий центр протонейтронної зірки, який відповідає за випромінювання нейтрино, швидше за все, стане фактором у два чи більше гарячим, але його не можна спостерігати навіть з нейтрино, оскільки "нейтриносфера" непрозора для нейтрино. На той час, коли ця «очиститься», протонейтронна зірка значно прохолодніша - її поверхня буде на порядок кулерніше.

Можливо, ми могли б вивчити саму сутність наднової за допомогою гравітаційних хвиль, якби вибухнути у нашій власній Галактиці. Чи вважається це «спостереженням» за гарячим об’єктом, я не впевнений.

У подібному руслі ми спостерігали «кінонова», яка, як видається, пов'язана злиттям двох нейтронних зірок. Температури, що утворюються в цих подіях, також можуть становити близько 100 млрд. К ( К), але знову ж таки ці температури не спостерігаються безпосередньо - гравітаційні хвилі та гамма-промені, що утворюються в цих подіях, викликані "не- теплові "механізми".$10^{11}$

Зауважте, що поки ми нічого не спостерігаємо навіть близько, існує теоретизований Абсолютний Гарячий по лініях абсолютного нуля. Його теоретизоване значення становить ~ Кельвін. Вище цієї температури було б неможливо закачати більше енергії в систему, навіть гравітаційно.$1.416 \cdot 10^{32}$

Це дає верхню межу максимальної температури, яку ми могли б виміряти.

Якщо ви виключаєте великий удар, то найбільш екстремальними викидами енергії у нашому Всесвіті повинні бути випадки втечі гравітаційного колапсу. Існує сувора теорема загальної відносності (теорема сингулярності Пенроуза), що показує, що це загалом призведе до створення сингулярностей. Для реалістичного гравітаційного колапсу очікується, що в кінцевому стані цього процесу у вас з’явиться чорна діра, яка має горизонт подій, що оточує певний специфічний тип сингулярності, описаний як простір, а не сильна особливість кривизни (не scs).

Однак під час початкового процесу формування чорної діри насправді не повністю встановлено, яку б особливість ви мали б. Це може бути як часовий, а не космічний, може бути scs, а може навіть не бути оточеним горизонтом подій (що порушило б гіпотезу космічної цензури - але ми не знаємо, чи CCH правдивий чи навіть найкращий спосіб констатуйте це). Якщо це scs, то загальна коефіцієнт відносності передбачає, що падаюча речовина буде нескінченно стисненою, і тому, ймовірно, нагрівається до нескінченної температури. GR - це класична теорія, тому це, мабуть, слід трактувати як твердження, що СКС нагріває питання до температури Планка.

Отже, якщо спостерігач повинен був стрибнути у чорну діру під час її початкового утворення, і якщо спостерігач зміг би витримати температуру, то вони могли б отримати мілісекунд, під час яких вони могли спостерігати, як навколишня речовина нагрівається до дуже високих температур. Чи піднімуться ці температури до температури Планка, насправді невідомо (напевно, ні), і чи може щось із цього спостерігатись здалеку, без самогубства, насправді невідомо (але, мабуть, ні).

Прямо від мого 7-річного до вас саме того, що написано на обкладинці: Що найгарячіше у Всесвіті?

Тож на цьому рівні вчені насправді не знають напевно, але вони думають, що якщо ви стрибнете в чорну діру, поки вона народиться, ви зможете побачити речовину, нагріту до надзвичайно високих температур, напевно, гарячіше за все ще у Всесвіті з моменту великого удару.