宇宙射線可以具有進入$ 10 ^ {20} $ eV域的能量。起源於太陽系的小行星和流星體的速度可能受到限制,因為它們都是從相同的團塊開始的,它們或多或少地具有相同的速度,但是那又如何呢?來自其他星系的岩石?它們能否達到相對於太陽系的相對論速度?是否有天文學事件可以解釋為此類小行星與行星或恆星之間的碰撞?
僅具有這種能量的一摩爾氫原子所具有的能量就是Chicxulub撞擊事件的三倍。 ,所以我希望有一個不存在的原因!
宇宙射線可以具有進入$ 10 ^ {20} $ eV域的能量。起源於太陽系的小行星和流星體的速度可能受到限制,因為它們都是從相同的團塊開始的,它們或多或少地具有相同的速度,但是那又如何呢?來自其他星系的岩石?它們能否達到相對於太陽系的相對論速度?是否有天文學事件可以解釋為此類小行星與行星或恆星之間的碰撞?
僅具有這種能量的一摩爾氫原子所具有的能量就是Chicxulub撞擊事件的三倍。 ,所以我希望有一個不存在的原因!
首先,其他星系的速度並不太有幫助。例如,仙女座星系相對於我們的徑向速度為300 km / s,即僅光速的0.1%。而且,在內部,該星系中的所有事物以幾乎相同的速度移動,並被限制在該星系的附近,這使我們可以確定在仙女座星系會到達之前,沒有任何物體會到達我們。更重要的是,由於熱力學第二定律,外層空間的宏觀系統在光速附近沒有以與宇宙射線相同的巨大速度運動。
加速到高速時,我們可以對其進行統計處理,並且可以將這些基本粒子的高能量分配給高溫。但是具有許多自由度的物理系統更喜歡演化為最可能的高熵配置。這就是為什麼多餘的能量(例如超新星中的能量)傾向於在基本粒子之間無序分配的原因。
特別是,各個粒子的動能是由具有隨機方向的速度產生的。在如此高的溫度(每個粒子的動能)下,原子是未結合的(遠高於電離能),並且宏觀物質不存在。因此,儘管從各向同性中選擇了方向,但大物體以接近光速的速度向地球移動的可能性與大物體中眾多原子被賦予速度的方向完全相等的可能性不太一樣,隨機分佈。
經過一段時間的“熱化”(允許原子之間的相互作用改變系統,而守恆定律是唯一絕對的約束條件),您考慮的對象越大,所有該對像中的原子將做同樣的事情。這是熱力學第二定律的一種形式。
上一段阻止了“相干的宏觀宇宙射線”的產生,這些宏觀的物體會由於超新星等高溫環境的熱混亂而向同一方向移動。但是,即使某些天體物理過程設法以如此高的速度射出了大塊物質,上一段仍將保證我們不會在地球上收到它。相反,該快速物體的單個原子仍將具有一些剩餘的相互速度,因此該物體將分裂為單個原子,並且我們將僅再次觀察到宇宙射線。
我可以用這種方式來總結這種情況:要以極高的速度從一個非常遙遠的天體到地球射擊一個大型物體,需要一個具有所有原子相同且巨大的徑向速度,但相對橫向速度幾乎消失的物體。在任何熱環境下,這種可能性都呈指數級地變為零。
如果人們認為初始速度的來源不是熱,那麼人們必須接受,彈丸將從更廣闊的環境中獲取速度-天體的速度已經存在,並且僅相當於仙女座示例中的光速的0.1%或更低。這些適度的速度歸結為結構形成過程中的不均勻性,最終歸結為膨脹或恆星可衍生的行星速度。每當您想局部違反速度的謙虛時,例如通過重力崩潰,您不會在碰撞之前“射擊”任何新粒子,並且當碰撞發生時,碰撞的多餘能量也不可避免地會產生高溫,我們回到上一段。
因此未觀察到近腔宏觀物體。我什至會走得更遠,儘管我堅信宇宙中的生命極為稀少,但我想說,以接近光速的速度移動的物體將證明存在先進的文明。我應該小心一點:引力彈弓是一個可以自然地提高速度的過程。但是,即使速度的來源是重力彈弓,並且速度確實很高,例如光速的99.9999%,也有很大的可能是某些智能落後於重力彈弓的優化,因為這種可能性極小自然發生的結果。
為什麼我們沒有觀察到相對論的小行星?
不提到病毒定理,對這個問題的答案就不完整。
根據維里定理,將我們的星系視為具有$ N $個引力物體的系統,所有物體的平均總動能的兩倍,加上這些物體的平均總勢能,總計為零。簡單來說,這意味著平均而言,所有物體傾向於以其逃生速度的0.7倍移動。
當我們以及我們附近的任何物體以約550 km / s的逃逸速度被綁定到銀河係時,典型的動力學速度值約為390 km / s。這遠小於接近300,000 km / s的光速。此外,我們周圍的一切都沿著銀河系核心周圍的環形流動模式大致朝著同一方向移動。因此,相遇對象之間的相對速度通常小於病毒定理所建議的速度。小行星傾向於以約20 km / s的速度撞擊地球大氣層。 有史以來最快的撞擊發生在小於30 km / s的速度下,或小於光速的0.01%。
原則上,您可以考慮銀河系和類似星系引力相互固定的仙女座(銀河局部群)也是可以應用病毒定理的一個系統。這僅使重力束縛發生微小變化,從而使平均動能發生微小變化。
除哈勃膨脹外,銀河系和其中的所有物體都在遠離本地群。
其他星系的相對論岩石很可能在那裡。但是,它們永遠不會打擊我們,因為它們相距遙遠並且朝著錯誤的方向前進,就像我們看到的所有其他東西一樣,它們都以這種速度運動。
在太陽系中,速度超過900 km / s的宏觀天體是不太可能發生的事件(我可以跳過解釋嗎?),但是足夠快樂以與中子星相撞的天文天體肯定會以非常高的速度撞擊表面。高速(數值取決於恆星的質量)。順便說一句,中子星或中子星與黑洞之間的相對論碰撞是數值廣義相對論中一個長期研究的話題。
儘管中子星具有很強的引力,但我預計不會有那麼多極有可能撞向恆星以使此類撞擊頻繁發生。中子星系統中應該幾乎沒有“相對論小行星”。儘管中子星周圍的行星系統是眾所周知的(請參閱 https://en.wikipedia.org/wiki/PSR_B1257%2B12),但它很少見,但即使有許多岩石體圍繞恆星運行,它們中的大多數應當使重心離恆星太遠,而近距離相遇對於獲得相對論速度是必要的。我不知道通常的條件來推斷這種軌道能以多快的速度衰減到較低的軌道。