宇宙で最も冷たい天体 ”絶対零度より1°C高いだけ”の「ブーメラン星雲」とは?

1: すらいむ ★ 2022/12/22(木) 20:28:45.06 ID:xZteESdI

宇宙で最も冷たい天体 ”絶対零度より1℃高いだけ”の「ブーメラン星雲」とは?

 地球上で最も冷たい場所は、南極で記録されたマイナス97.8℃です。

 では範囲を宇宙全体に広げたとき、もっと冷たい場所はどこなのでしょうか?

 現在判明しているその場所は、地球からケンタウルス座の方角に5000光年離れた場所にある「ブーメラン星雲」です。

 ブーメラン星雲は現在、”宇宙の中で最も冷たい場所(The Coldest Place in the Universe)”として記録され、その温度は1K(ケルビン)とされます。

 温度とは物質の運動エネルギーのことであり、全てが静止した世界が絶対零度です。

 それよりたった1℃高いだけというのはどんな場所なのでしょうか? なぜそれほど低温なのでしょうか?

(以下略、続きはソースでご確認ください)

ナゾロジー 2022.12.21
https://nazology.net/archives/119414

3: 名無しのひみつ 2022/12/22(木) 21:19:41.38 ID:cfjy4Kk3
ブーメラン ブーメラン

 

4: 名無しのひみつ 2022/12/22(木) 21:26:48.67 ID:fiGbvNbf
トマホゥーク…

 

5: 名無しのひみつ 2022/12/22(木) 22:00:52.33 ID:iG8ITuSV
俺のパンツみたいなもんか

 

6: 名無しのひみつ 2022/12/22(木) 22:22:37.65 ID:bxY/3IsG

たぶんこういう話題をまともに読解できるのは私くらいだろうな
こういうスレだと、量子だとか重力だとか熱力学だとか
寝言を書く人がいないからスムーズに議論しやすいんだよな

トポロジーは記者が重要性を理解していないのでスレが立たない
絶対零度くらいが手ごろなところか

 

7: 名無しのひみつ 2022/12/22(木) 22:52:11.14 ID:bxY/3IsG
これだけ極低温だと電気抵抗がないと考えられる

 

8: 名無しのひみつ 2022/12/22(木) 23:12:30.81 ID:bF3phTFW
中性子星、クォーク星、ブラックホールや特異点に温度という概念はあるんやろか?

 

9: 名無しのひみつ 2022/12/22(木) 23:22:52.99 ID:wvAvo/NN
ボイルシャルルの法則で断熱膨張させてんだな

 

11: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 01:51:51.52 ID:j77bsj/I
両極からジェットが吹き出すってブラックホールでもだっけ
ブラックホールも冷えてるのか

 

12: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 01:58:10.22 ID:Lv3dTkKZ
>>11
ブラックホールは吸い込むガスが噴出してるだけ
ブラックホール自体は放出してはいない

 

16: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 07:45:54.86 ID:QgBlPEgM
>>12
ブラックホール自体てものがあるならな
実際は中身は空洞で実体となるようなものは表面にしかないだろ
何者もブラックホールの内側には入れない

 

18: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 10:16:44.16 ID:Lv3dTkKZ
>>16
ブラックホールという天体は実際に観測されてるよ
ニュース調べてみ

 

19: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 10:47:15.81 ID:Lv3dTkKZ

>>16
内部構造も理論的モデルが複数存在していて未確認・未確定だから、そもそもブラックホールの中身がどうなってるのかは解っていないよ

ブラックホール自体は存在するし、ジェットがブラックホールから出ている訳でもない事は降着円盤で説明出来る

ブラックホールの周囲で引っ張られて回転しつつ脱出速度に達したものがガスとして放出されている形になる

 

13: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 02:03:44.76 ID:tgLsiTE+
> -273℃。絶対零度。あらゆる原子の運動が停止。フィンランド人は「くそっ、今日はずいぶん寒いじゃないか」と言い始める。

 

14: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 02:20:17.68 ID:UWDCGY2N
なんでガスは噴出すると温度が冷えるんだろうな
そう言うものだと割り切ってしまったけど

 

15: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 03:05:08.47 ID:RLMqBuJX
ブラック・ホール変態まであと3000年

 

17: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 08:29:58.10 ID:1t8t/V/d
特定野党星雲?パヨカス星雲?

 

20: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 11:48:11.28 ID:NnnZWCzU
宇宙背景放射より低温なのか

 

21: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 15:17:32.00 ID:zj6VL8Da
ブーメラン・ネビュラ!

 

22: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 15:50:12.26 ID:ntK3BxeM
ブラックホールは光も出さないというから放射冷却もできないのか。
周りに食べるものがなくなったブラックホールはその温度を保ち続けるのかな?
小さいブラックホールは低温、大きいブラックホールは高温とかの傾向があったりして。
豊富な餌を食べ続けたブラックホールは
やがて上がり続ける温度によって崩壊・四散したりして。

 

23: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 16:33:52.27 ID:Lv3dTkKZ
>>22
ところが事象の地平面上で量子効果が現れる際を考えるとそうでもないらしい
ホーキング輻射で検索

 

29: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 19:33:17.21 ID:dcw9q3SA

>>22

吸い込むものがなくなったブラックホールは少しずつ質量を放射の形で失っていき
最後には大爆発とともに消滅すると考えられている
質量を失う度合いはブラックホールが軽くなるほど大きくなるので、重いブラックホールは
ほとんど放射をせず低温、軽いブラックホールは放射が強くなり高温ということになる

つまりあるサイズのブラックホールが何も吸い込まず孤立したまま置いておかれた場合、
最初は極めてゆっくりとエネルギーを放射しながら少しずつ軽くなっていく
そして軽くなるほど放射が激しくなるので質量減少のペースは加速度的に増加していき、
最後には大爆発とともに消えてなくなる

ただしそれには極めて長い年月がかかる(ある説によれば太陽質量のブラックホールが
消滅するのに10^67年、銀河質量のブラックホールが消滅する場合は10^100年オーダーの
時間がかかると見積もられている)
だから数億年とか数兆年程度の時間スパンではブラックホールは変化しないものとみていい

 

31: 名無しのひみつ 2022/12/24(土) 09:49:35.53 ID:mhzaXjFL

>>29
おお、ありがとうございます。
wikipedia より
1 gのブラックホールの温度は1.2×1026 K。太陽質量(1.9884×1030 kg)を式に当てはめると、1億分の6 K程度となる。

他の方もありがとうございました。

 

24: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 16:59:36.49 ID:Lv3dTkKZ

ブラックホールジェットは極限の自転速度で生まれた磁力に巻き上げられた降着円盤由来のガスで、
ブラックホール自体は反粒子と対消滅しながら質量を運動エネルギーに変えて熱を持ちながら溶かされるように蒸発していく

しかしブラックホール自体は蒸発する際に理論上事象の地平面から自重によって引き延ばされた熱(結局は冷気になって出てくる電磁波)を放出している

 

27: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 18:54:31.75 ID:Lv3dTkKZ
>>24
一部訂正
光エネルギーがそのまま出てくるのか

 

25: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 17:57:27.64 ID:UWDCGY2N

子供のころ疑問に思っていて、いつか解けるかと思ったら
結局分からないままの疑問で、どうしてポテトチップスの袋を
山の上に持っていくと膨らむのか?と言うのがある

現代の物理学での回答は 気圧が違うから が回答なんだけど
でもこの回答は、平地や水中だと四方から圧力がかかる説明には
なっているのだが、なぜ周囲に飛び散ろうとするのか?の回答には
実はなっていないのである

膨らむと冷える、膨らもうとする、意外と未知のテーマである

 

26: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 18:46:16.27 ID:UWDCGY2N

>>25はエントロピーの増大則への疑問であり
どうして乱雑に散らばっていくのか、改めて考えると疑問なのである
よくある例としてコーヒーとミルクを混ぜると元に戻らないと言うのがあるが
そもそもなんで混ざるんだ?と言うのは説明するのが難しい
説明が難しいのか説明が出来るのかも分かっていない

山の上のポテトチップスの袋の中の空気が塊となって
袋の中でゴロンゴロンと転がっても良いはずなのである
なぜそうならないんだろう

 

32: 名無しのひみつ 2022/12/24(土) 11:19:29.30 ID:mhzaXjFL

>>26
複数の粒子の動きをコンピュータ上でシミュレーションしてみれば
状況が再現できるんじゃないかな?
四方八方ランダムに飛行している粒子。
他の粒子に衝突すると跳ね返る、みたいなモデル。
粒子を全部、隅の方に寄せてスタートさせると多分周りに粒子が広がっていこうとするのがわかるんじゃないかな。

袋の壁は粒子に押されて動く壁のようなモデルを作ればいいのかな。
四角い枠を作って粒子はその中に束縛されることにして真ん中に左右の部屋を隔てる動ける壁を置いて
左右の部屋に存在する粒子の数を変えてやると両側から押される力の均衡するところで止まるんじゃないかな。
袋がパンパンで内外の気圧差があって止まってる状態は
壁が初期位置からのズレに応じてバネみたいに逆向きの力を働かせればいいかな。

混ざる話は
四角い枠の左右に色違いの2種類の粒子を置いてやるといつのまにか混ざっているんじゃない?
一旦混ざったのを分離させようとしたら
同種の粒子が接近するとごく短距離で働く力を想定すれば
力の大きさによっては同種の粒子同士が集合する状態が見られるかも。
距離1を中心に距離1.1とか離れると引力、距離0.9とか近づくと斥力、みたいな。
飛び回るエネルギーより束縛力の方が強いと密集して固体とか液体状態の再現になるかもね。
空気がゴロンゴロンは融点以下の固体状態かな。

 

37: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 13:12:31.49 ID:Gtcq5mYc

>>32
良い子にしていたから思考実験のプレゼント
たぶん世界で最先端かもしれない

宇宙人がなぜ地球にやってこないか?
及び、月が突然消えたらどうなるのか?
である。二つは同じ問いである

まず前提知識として、
遠心力は回る物体が軽いほど強く働きます
軽い物体を振り回せば遠くに投げ飛ばされるのです
重ければ重力に引き寄せられて落ちてしまいます
ちょうど均衡していると星の周りを回るようになります

では月が消えたらどうなるのか?地球は月を含めた全体としての
重量が減るので、太陽系の外に飛んでいきます

それでは逆に地球に大量の宇宙人が押し寄せてきたら
どうなるでしょう?
これは重くなるので地球が太陽に引き寄せられると考えられます

 

38: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 13:14:28.01 ID:Gtcq5mYc

>>37 もう一つおまけ
もしも惑星が太陽くらいの大きさだったら?
もちろん連星になるのだけど、宇宙を固定された座標として見ると
太陽がもう一つの天体に引き寄せられて、今ある太陽の位置には
留まっていられず、連星のままどこかに向かって飛んでいって
しまうのではないか?

太陽ほどの大きさではないにせよ、太陽系の中にある天体も
消滅してしまったら、太陽はその場に留まることができず
少しずつ、どこかに向かって進行していくと考えられます

 

40: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 17:18:40.44 ID:30I3czf1
>>37
おかしくね?
重力も遠心力も質量に比例するから重いも軽いも関係無くね?

 

41: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 17:31:11.68 ID:Gtcq5mYc

>>40
比例するから、月だけなくなったら
遠心力が強い状態になって地球が太陽系の外に飛んでいくんじゃないかな

月と地球をセットで見るのがポイントです
地球から見ると月は衛星だけど
太陽から見ると月は地球の一部と言える

 

42: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 17:38:39.95 ID:30I3czf1
>>41
どちらも質量の一次関数なんで軽くなった分引力も減ります。

 

44: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 18:07:55.78 ID:Gtcq5mYc
>>42
引力は減るけれど、遠心力は減らないから
ポーンって遠くに飛んでいくでしょ

 

45: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 18:14:44.94 ID:30I3czf1
>>44
遠心力は残る分(地球)と飛んでく分(月)に別れますので地球系の分も減ります

 

48: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 19:26:11.51 ID:Gtcq5mYc
>>45
成り立つのかな?
月がなくなった分、太陽の重力が強まって火星の公転周期の内側に
やってくる方が起こりそうなんだけど

 

49: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 20:41:50.21 ID:30I3czf1
>>48
なんで引力が強まるのか、そこをはっきり説明して

 

50: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 23:36:15.12 ID:Gtcq5mYc

>>49
月がなくなると同時に
地球が太陽の周りを回る公転軌道の遠心力も減るという想定なんでしょ
減れば月がなくなっても地球は太陽の周りを回り続けると言う予想だよね

イメージしやすいように地球がビー玉くらいの質量と大きさになったとする
地球の代わりに地球の公転軌道を回っているビー玉がある
でもこんな小ささだと、作用反作用の関係では
地球のように太陽の重力を打ち消すことが出来なくなるのでは?

話をビー玉から月に戻しても同じで、月が消えればその分
太陽と地球が引っ張り合う力も、地球が太陽を引っ張る力が減る分
太陽が地球を引っ張る力が相対的には増えるはず

 

52: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 02:54:31.65 ID:U8JLOo3P
>>50
あ~、うん、もう君の言う通りでいいよ。
おやすみ

 

51: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 01:37:34.07 ID:uz2dMNJj
>>49
そいつ太陽質量が10倍程度くらいにしか思ってないアホだよ

 

54: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 11:46:15.18 ID:pEJMLLzm
>>51
何倍だろうと関係がない
規模が違いすぎて考慮されないが、地球も太陽を引っ張っているのだ
太陽が地球を引っ張るには及ばないと言うだけで
僅かに引っ張っていることに違いない

 

58: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 13:51:12.49 ID:U8JLOo3P
>>54
それを理屈で示せ
感覚で言われても検討のしようがなかろう

 

59: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 14:01:37.70 ID:pEJMLLzm

>>58
振り回しているものが軽くなれば
振り回す力は小さくても済むのは分かると思うんだけどね

重くすると回せなくなる
軽くすると軸がぶれる

 

60: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 14:05:25.80 ID:U8JLOo3P
>>59
だから感覚じゃなく数式なりで示せと
あ~、いいや。
おやすみなさい。

 

61: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 14:09:58.57 ID:pEJMLLzm

>>60
自分でやりなよ
おやすみとか、いいやじゃなくて
しかも理屈といったり数式といったり落ち着きがない

人が示した理論に対して、数式で示せというのは
ちょっと反論の仕方がおかしい

 

54: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 11:46:15.18 ID:pEJMLLzm
そもそも>>45が何を言っているのかがわからん
難しく考えなくても
月がなくなれば、地球の遠心力の側が強くなって、
地球は太陽系の外に飛んでいくという見立てで合っているだろう

 

47: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 18:52:35.64 ID:30I3czf1
>>41
簡単な例でいくと、木星とトロヤ群小惑星とは軌道が同じくらい。質量は比べ物になりませんが普通に公転しています。

 

68: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 20:54:20.01 ID:pEJMLLzm

ポテトチップスの袋は山の上に持っていくと膨らむのに、月は膨らまない
空を帯状に月の帯が広がるわけでもなく一つの塊になっている
じゃあなんでポテッチップスの袋は塊にならないで、散らばるの?
と言うところに>>26が繋がるのです

エントロピーが増大するなら月がみるみる広がっていかないとおかしいのに

 

70: 名無しのひみつ 2022/12/30(金) 17:22:49.03 ID:WJY42UvS
>>68
密度が高いか低いかの違いがあるだけで全ての質量が空間を歪ませてお互いに引き付け合ってることに変わりはない
鉄が水に沈むのは密度が高いから

 

71: 名無しのひみつ 2022/12/30(金) 19:01:29.87 ID:0HFxFayS
>>70
明らかにおかしい事を書いているそいつには触らない方がいい
ちなみに密度ではなくて比重な

 

72: 名無しのひみつ 2022/12/31(土) 01:01:57.37 ID:RrP9nMkE

矛盾しているパラドックスだと言うなら分かるけど
おかしい所はどこにもないはずだけどな

>>70の例だと、じゃあ鉄は山の上に持って行ってもどうして膨らまない?
と言うことだ
直接答えるなら 鉄がくっ付くのはクーロン力が働いているから になる
それは良いんだけど、
ではエントロピーの増大は鉄だと起きないのか?
と言う疑問が新たに生まれる
なんで鉄だとエントロピー増えないんだろうね、どこに消えた?

改めてポテトチップスの袋が縮むのは説明が付くけど、
膨らむのは謎であることが認識できた

 

28: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 19:03:47.59 ID:ZD7aYeO/
>>1
どんな世界かと言われても
「フィンランド人が住んでるんじゃね?」
としか言えない

 

30: 名無しのひみつ 2022/12/23(金) 22:02:47.19 ID:jMGtGmGF
この見た目で1Kは無いでしょ

 

33: 名無しのひみつ 2022/12/24(土) 12:26:13.12 ID:3rqkfqqu
>全てが静止した世界が絶対零度です。
零点振動を知らないのかな
完全に静止したら位置と運動量が同時に確定してしまい不確定性原理に反するということを

 

35: 名無しのひみつ 2022/12/24(土) 22:16:09.95 ID:Lb2c6rfr
>>33
零点振動って要はボース粒子的だから起こる事?真空の場に何が起きてるんだろうか

 

34: 名無しのひみつ 2022/12/24(土) 13:31:15.64 ID:cB+aDqRA
デッカイ冷房のコンプレッサーがあるんだな

 

74: 名無しのひみつ 2023/01/02(月) 14:37:36.68 ID:sWF+ZR/P
>>34
イスカンダル星から地球に送るコスモ・クリーナーは
冷凍のクール便でないとだめだから、
日本郵便の宇宙ゆうパック配送宇宙船にその星雲の一部を取り込めば
性能を維持したまま地球に持って来れる。

 

36: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 08:03:45.08 ID:u91U4vEl
ブラックホールさんは魔界のアジトで試合をモニター観戦してるよ

 

39: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 14:46:48.61 ID:1A004q2l
なんかふと思いついて調べもしてないんだが、温度の最小刻みってあるんかな?

 

43: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 17:42:30.13 ID:Gtcq5mYc

海面は地球の表面にべちゃーーと広がっている状態であり
一方で月は、でっかい仮定の海面に浮かぶ一つの物体と言える
月がばらばらに砕けても、土星の輪のように
その場に留まるだけで、遠くに飛んでいったり
地球に引き寄せられることはない?

シネスティア仮説を見て思い付いたものです

 

46: 名無しのひみつ 2022/12/25(日) 18:44:32.45 ID:YrtPh9z2
断熱過程で冷えたというより、運動エネルギーの大きい分子は飛び散ってしまい、運動エネルギーの極小さい分子はその場に残った、と理解した方が良さそうな希ガス

 

53: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 03:59:50.11 ID:tGSiofzU
AKIRAくん

 

55: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 12:05:47.58 ID:WDZUAYOw
質量保存のこと考えずに、いきなり月が宇宙から何ものにも変換されず消える、という思考実験か。「星を継ぐ者」で似たような状況が議論されてたなぁ。それは主惑星の方が消える話だけども。

 

56: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 12:13:53.26 ID:pEJMLLzm
>>55
月だけ消すことは出来ないって事になるんじゃない?
連鎖的に他も消えていく、手始めに地球が遠くに飛んでいき
バランスが保てなくなって他も乱れていく

 

57: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 12:55:34.76 ID:pEJMLLzm

月が天体ではなく状態であるという仮説は示唆に飛んでいるなと思ったんだよね
固体ではなくて液体や砂状だと地球の周りをグルと周りそうなんだよね
でも量は増えたり減ったりはしないんだよね

と言うことは、公転軌道には量が決まっていて増えたり減らしたりできないってこと?

 

63: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 14:27:22.64 ID:pEJMLLzm
それに思考実験って感覚ではなくて論理だよね
どこから感覚なんてワードが出てきたんだ?
論理的に誤りを否定するのなら分かるが数式がないから
と言うのは日本語になっていない、ただの面倒な作業でしか無いからな

 

64: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 14:44:49.71 ID:pEJMLLzm

理路を並べて書くのなら

遠心力が強くなると言うのは、
向心力に対して比較として言っているので
向心力が弱くなっていることになる

向心力の公式は f=mv2/r になる
式の意味は
向心力とは 質量×速度×速度を半径で割ったもの になる
遠心力はそのマイナスになる

月が消えると、月の分質量がなくなるので地球が太陽に
向かう向心力が弱くなる、遠心力がそのまま変わらないのなら
向心力と遠心力は釣り合わなくなる

釣り合っていないので物体や天体は遠心力に引き寄せられ
遠くに飛んでいく

 

65: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 14:54:11.95 ID:pEJMLLzm
数式を示すのは技術屋の仕事であって
学者の仕事ではない
そういうのを要求すること自体お門違いなのだ

 

66: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 15:22:32.90 ID:pEJMLLzm

ここから導き出されるのは

・月が丸ごと消えなくて一部なくなるだけでも、向心力に対して
 遠心力は強くなるので、地球は太陽系の外に向かっていく
・月が固体であるのは状態に過ぎないので、液状や砂状でも
 量は減らない

 

67: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 16:53:13.50 ID:pEJMLLzm

消えたらどうなるのか?と言う問いに対して
質量保存があるから消えないと言うのは、なんか変だよね

・地球と太陽の距離が遠ざかる
・地球と太陽の距離が近づく
・そのまま変わらない

の三つしかないでしょう、質量保存と言い出すのは
本題に真面目に向き合っていない落ち着きのなさだ

 

69: 名無しのひみつ 2022/12/26(月) 23:52:04.39 ID:UOJDaiP7
あんた、もしかして遠心力か?

 

元スレ:https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1671708525/l50

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