Czy to możliwe, że niektóre gwiazdy są już czarnymi dziurami, ale widzimy emitowane światło, zanim stało się czarną dziurą?

W przypadku gwiazd, które spalamy paliwo w szybkim tempie, są bardzo jasne (lub jakakolwiek inna gwiazda wystarczająco daleko od nas), czy to możliwe, że są już czarnymi dziurami (wystarczająco dużymi) i jesteśmy po prostu Widzisz światło emitowane podczas jego fazy głównej? Jeśli tak, to czy można bezpiecznie powiedzieć, że większość gwiazd już nie żyje, co widzimy?

Edycja: Doceniam wszystkie odpowiedzi. To była fascynująca lektura. Nienawidzę też konieczności wybrania „odpowiedzi”, kiedy zebrałem coś od nich wszystkich.

To zależy od tego, co rozumiesz przez „widzieć”. Zakładam, że masz na myśli gołym okiem. Zróbmy zgrubne obliczenia, aby oszacować szanse.

Najdalszą gwiazdą widoczną gołym okiem jest Deneb , którego odległość szacowana jest na około 1550 lat świetlnych. Większość gwiazd widocznych gołym okiem jest znacznie bliżej. Ponieważ nawet rodzaj gwiazdy, która tworzy czarną dziurę, żyje kilka milionów lat, moglibyśmy oczekiwać, że aż jedna wystarczająco duża gwiazda na tysiąc utworzy czarną dziurę w czasie, gdy ich światło docierało do nas.

W dobrych warunkach widać około 5000 gwiazd gołym okiem , ale tylko około stu masywnych rozmiarów wystarczających do utworzenia czarnych dziur. Na tej podstawie są szanse, że istnieje co najwyżej jedna taka gwiazda i prawdopodobnie żadna.

Aby oszacować to w inny sposób, weź pod uwagę, że w galaktyce przypada średnio jedna supernowa na stulecie . Porównując odległość do najdalszej widocznej gwiazdy ze średnicą galaktyki, szacuję, że widzimy co najwyżej 1 / 2500th Drogi Mlecznej, więc powinniśmy oczekiwać, że tylko jedna widoczna gwiazda będzie supernowa co 250 000 lat. Dzieląc to przez odległość w latach świetlnych do najdalszych widocznych gwiazd, otrzymujemy tylko jedną szansę na sto, że którakolwiek z widocznych gwiazd przeszła przez supernową w czasie, gdy ich światło było w drodze do nas.

Jednym zastrzeżeniem jest to, że otrzymałem te dane z różnych źródeł, na podstawie wyszukiwań w Google. Wydaje się jednak jasne, że szanse nie są dobre. Mamy nadzieję, że jeden z ekspertów zapewni lepsze dane.

Nie, myślę, że większość gwiazd wystarczająco dużych, by utworzyć czarne dziury, potrzebuje kilku milionów lat, aby to zrobić od narodzin do śmierci. Ponieważ widzimy gwiazdy w Drodze Mlecznej w odległości kilkudziesięciu tysięcy lat świetlnych, tylko około 1% z nich powinno było zapaść się do czarnej dziury, ponieważ emitowały światło, które teraz widzimy.

Ale wiele tego samego rodzaju gigantycznych gwiazd obserwowanych w galaktyce Andromedy, która znajduje się w odległości ponad 2 milionów lat świetlnych, mogła zostać „czarnymi dziurami”. Ponieważ ich lekki czas podróży jest porównywalny z ich żywotnością. Gdyby można było obserwować takie młode gigantyczne gwiazdy w odległości większej niż 0,1 miliarda lat świetlnych, można śmiało powiedzieć, że WSZYSTKIE z nich zmieniły się teraz w czarne dziury, gdy dociera do nas światło ich przeszłego życia gwiazd.

Można śmiało powiedzieć, że spora liczba gwiazd, które widzimy, jest dziś martwa. Przestrzeń jest nieskończona, więc można bezpiecznie założyć, że istnieją gwiazdy znajdujące się w odległości ponad miliarda lat świetlnych, które nie żyły miliard lat. Dlatego umrą, zanim ich światło dotrze do Ziemi. Dodatkowo, im większa masa gwiazdy, tym szybciej pali ona paliwo, więc gwiazdy, które staną się czarnymi dziurami, prawdopodobnie nie będą jeszcze żywe. Nie mam konkretnych przykładów gwiazd, które prawdopodobnie staną się czarnymi dziurami w „przyszłości”, ale jest to bardzo prawdopodobne. Przytaczam przyszłość w cytatach, ponieważ stało się to 500 milionów lat temu, ale gwiazda znajduje się w odległości 501 milionów lat świetlnych, więc fakt, że zapada się w czarną dziurę, nie dotrze do nas przez kolejny milion lat. Trudno to wyjaśnić koncepcyjnie.

Jako przykład: gwiazda A znajduje się w odległości 400 milionów lat świetlnych. Oznacza to, że światło potrzebuje 400 milionów lat. Widzimy gwiazdę taką, jaka była 400 milionów lat temu. Gdyby gwiazda A oficjalnie „uformowała się” (rozpoczęła fuzję w rdzeniu) 350 milionów lat temu i zapadłaby się w czarną dziurę 10 milionów lat temu, nie zobaczylibyśmy jeszcze światła gwiazdy, ale byłaby to już czarna otwór. Za 50 milionów lat obserwujemy, jak gwiazda zaczyna się formować, a za 390 milionów lat gwiazdę zapada się w czarną dziurę.

https://xkcd.com/1342/ i http://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/1342:_Ancient_Stars

https://xkcd.com/1440/ i http://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/1440:_Geese

czy to możliwe, że są to już czarne dziury (wystarczająco duże) i po prostu widzimy światło emitowane podczas jego fazy głównej?

W przypadku niektórych gwiazd tak może być. Są pewne gwiazdy, które możemy indywidualnie obserwować i które, jak wierzymy, mogą w dowolnym momencie przejść do supernowej. Betelgeuse jest prawdopodobnie najbardziej znanym przykładem. Znajduje się w odległości 640 lat świetlnych, może w dowolnym momencie przejść do supernowej typu II (spodziewany w ciągu najbliższego miliona lat, ale możliwe, że nastąpi w ciągu następnych 640 lat, gdy to zaobserwujemy, tak, że już się stało). Może stać się czarną dziurą, kiedy to się stanie (chociaż, jak sądzę, prawdopodobnie na gwiazdach jest również zwykła gwiazda neutronowa).

Ponadto, gdy obserwujemy odległą galaktykę, jest pewne (jeśli chodzi o nasze teorie), że niektóre gwiazdy przyczyniające się do światła z tej galaktyki stały się odtąd czarnymi dziurami. Ponieważ jednak nie rozdzielamy pojedynczych gwiazd w tych galaktykach nawet naszymi najlepszymi teleskopami, możesz mieć spór, czy „widzimy” gwiazdy, czy nie.

czy można bezpiecznie powiedzieć, że większość gwiazd już nie żyje, które widzimy?

Gwiazdy w naszej galaktyce, Drodze Mlecznej, nie. Ma tylko około 100 tysięcy lat świetlnych, zawiera 100 miliardów - 1 bilion gwiazd, z których możemy indywidualnie „zobaczyć” tylko niewielką część. Większość z nich jest bardzo blisko, najdalej około 1500 lat świetlnych, a większość z nich wcale nie jest kandydatami na supernowe , a tym bardziej kandydatami na czarną dziurę. Nawet biorąc pod uwagę nasze najlepsze teleskopy, nadal tylko niewielką część gwiazd rozpatrujemy indywidualnie.

Galaktyka prawdopodobnie doświadcza około jednej supernowej co 50-100 lat. Więc nawet jeśli wszystkie z nich były gwiazdami widocznymi (którymi nie są: nawet największych gwiazd w galaktyce gołym okiem widać tylko niewielką część), a wszystkie supernowe spowodowały powstanie czarnych dziur (których nie robią t), wówczas najwyżej 15-30 gwiazd widocznych gołym okiem może już być czarnymi dziurami, a tylko do 1000-2000 gwiazd w całej galaktyce, niezależnie od widoczności, trwa między przejściem do supernowej a wejściem Ziemi w przyszłość lekki stożek tej supernowej. Ta wyjątkowo luźna górna granica w żadnym wypadku nie jest „większością gwiazd, które widzimy”, aw rzeczywistości istnieje prawdopodobieństwo, że żadna z gwiazd, które zobaczysz, gdy spojrzysz w niebo, nie jest już czarną dziurą. Być może żaden z nich nigdy nie będzie.

Jest również mało prawdopodobne, aby jakakolwiek gwiazda, którą obserwujesz gołym okiem, była martwa, ponieważ ich żywotność jest rzędu 10 milionów lat (największa) do miliardów lat, a ich odległości od Ziemi wynoszą 1500 lat świetlnych lub mniej. Ale istnieje kilka gwiazd, takich jak Betelgeuse, które, jak wiemy, znajdują się u kresu życia i dlatego mogą być „martwe” w tym sensie.

Za pomocą teleskopów możemy zobaczyć niektóre pojedyncze gwiazdy w pobliskich galaktykach lub przynajmniej pośrednio obserwować je, ponieważ oświetlają mgławice, które widzimy, w odległości kilkudziesięciu milionów lat świetlnych (wydaje mi się, że są to niebieskie supergiganty ). Spośród tych, którzy mają zamiar zmienić się w czarną dziurę, życie może być mniejsze lub równe odległości od nas. Niekoniecznie jest tak, że wszystkie lub nawet większość z nich staje się czarnymi dziurami, nie jestem pewien, co jest typowe dla typów omawianych gwiazd, ale dla tych gwiazd można powiedzieć, że wiele lub większość jest już czarnymi dziurami. Najodleglejsze, indywidualnie rozpatrywane gwiazdy są martwe w ten czy inny sposób.

Jeśli pozwolisz nam „widzieć” każdą gwiazdę w bardzo odległej galaktyce, nawet jeśli nie możemy rozwiązać żadnej z nich osobno przed supernową, liczby znów się zmienią, ale instynktownie mam wrażenie, że „większość” obserwowalnego wszechświata jest już zapadnięty w czarne dziury. Ale gwiazdy mogą być martwe, mimo że nie są czarnymi dziurami. Widzimy galaktyki odległe o ponad 10 miliardów lat świetlnych, czyli o całym okresie życia gwiazdy takiej jak Słońce. Aby wymyślić „większość”, musisz najpierw ustalić, co liczy się jako gwiazda, a następnie zbadać, jakie rodzaje gwiazd zawierają te galaktyki. Jeśli ostatecznie dojdziesz do wniosku, że większość gwiazd to (w porównaniu ze Słońcem) maleńkie czerwonobrązowe rzeczy o żywotności za dziesiątki miliardów lat, wówczas większość gwiazd nie jest

Zauważ, że w szczególnej teorii względności pojęcie „jednoczesnego” jest nieco trudne do sprecyzowania. Ale postępowałem zgodnie z konwencją, że jeśli coś jest w odległości X lat świetlnych, to wszystko, co obserwujemy od teraz do X lat od teraz, „już się wydarzyło”. Z miejsca, w którym stoimy, niekoniecznie mamy prawo powiedzieć, że „już się stało”, ponieważ nie ma go w przeszłości, ale jest wystarczająco dobry :-)

Nie wszystkie umierające gwiazdy stają się czarnymi dziurami. Tylko naprawdę, naprawdę masywni, nazywani przez nich „gigantami”. Są rzadkie. Żadna z gwiazd widocznych gołym okiem z Ziemi nie jest wystarczająco masywna, by być czarnymi dziurami. Naukowcy mogą określić masę gwiazdy za pomocą diagramu Hertzsprunga-Russella.

Jest to możliwy scenariusz, ale nie na Ziemi.

Jest to możliwe, ponieważ światło emitowane przez żywą gwiazdę będzie podróżować wiecznie, dopóki nie zostanie wchłonięte przez materię na swojej drodze. Tak więc gwiazda może być martwa przez eony, zanim światło zostanie w końcu pochłonięte przez coś - jak obca planeta i obce oczy - daleko i długo po osiągnięciu przez gwiazdę noszącą światło statusu czarnej dziury. Widoczne gwiazdy nie są czarnymi dziurami, ponieważ ich masy nie są wystarczająco duże.

To jest możliwe. Powiedzmy, że ludzkość powstała 195,000 lat temu (najstarsza znaleziona skamielina humanoidalna), a bardzo masywna gwiazda bliżej niż 195 000 lat świetlnych odeszła po supernowej lub nawet wszczepiła się w czarną dziurę, a za 195000 lat istnieje szansa, że ​​jakiś humanoid mógł ją zobaczyć. Historycznie ludzie udokumentowali, że widzieli supernowe w przeszłości, a jeśli którakolwiek z nich byłaby wystarczająco masywna, to mogła być obserwowana formacja czarnej dziury. Jednak żadne czarne dziury nie znajdują się w obszarach opisanych przez opisy sporządzone przez świadków, ale zobaczenie jednej z nich jest możliwe, po prostu miej nadzieję, że nie jest bardzo blisko naszego systemu. Wynikowy GRB może zrujnować Twój dzień.