Ställ era random astronomifrågor

Hur många galaxer känner du till?

Man brukade säga att det finns ungefär lika många galaxer som det finns stjärnor i vår galax, dvs typ hundra miljarder. Dvs hur många som är möjligt att på de ca 13.8 miljarder åren sen Big Bang, vilket ju ger en övre gräns för länge ljuset kan ha varit på väg till oss.

De noggrannaste uppskattningarna nu får antalet galaxer till ca 2000 miljarder. Varför fler än förut? Därför att galaxer utvecklas med tiden och att mindre galaxer åker ihop och bildar större. Galaxerna längst bort ser vi när de var väldigt unga -- och relativt små, och därför finns det många fler där än man man annars hade kunnat tro.

Fysikern Ethan Siegel förklarar mer i detalj här:

This Is How We Know There Are Two Trillion Galaxies In The Universe

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/10/18/this-is-how-we-know-there-are-two-trillion-galaxies-in-the-universe/?sh=60d91d4f5a67

Något jag aldrig blir riktigt klok på är antalet stjärnor i våran galax. En del hävdar 200 miljarder medans några säger uppemot 400 miljarder, det är nästan dubbelt så många. Har detta med att vi har svårt att se alla stjärnor bakom våran egen sol? Jag menar vi har ju bättre koll på stjärnantalen i våra granngalaxer..

Mest handlar det om att man inte vet hur tung genomsnittsstjärnan i Vintergatan är.

Klassas kvantfluktuationerna som föregick vårt universum som en separat dimension?

Ytterligare en intressant egenskap med svarta hål är att den tvådimensionella matematiska behandlingen av ett svart hål, verkar enligt vad jag har läst och sett illustrationer av, ett riktigt fysikaliskt fenomen.
Det är tydligen egentligen inte en boll, utan en yta, som ser ut som en yta från alla vinklar, men eftersom den är en yta och inte en sfär så finns all information som skulle finnas på en motsvarande sfär, på ytan!
Jag har inte den blekaste aning om det är genom samma mappning som Holografiska principen använder sig av, men det är minst sagt fascinerande att 3D info på ytan av en sfär, ryms på en area med samma diameter.
Man ser alltså baksidan och framsidan samtidigt, från alla vinklar.
Svarta hål är verkligen kvantmekaniska.


Jag snubblade faktiskt idag över ett intressant fenomen om potentialer. Så kallat "retarded potential", vilket även gäller tid, hastighet, position, momentum med spinn och även gravitation.

Vilomassan av en laddad partikel, säg en elektron, består delvis av att den kopplar till det elektromagnetiska fältet i sig, i en liten radie ut från laddningscentrum, och den totala potentialen i det elektromagnetiska fältet förändras omedelbart, så om en neutral partikel sönderfaller till en laddad partikel som har en vilomassa som har en radie med högre elektromagnetisk potential kopplad till den, en radie ut från partikeln, då förändras medelpotentialen för det totala elektromagnetiska fältet ögonblickligen.

Det ger en mycket intressant effekt där en laddad partikel med med en lokal högre elektromagnetisk potential kopplad till sig och som befinner sig på någon position och en neutral partikel en ljusminut bort sönderfaller till en laddad partikel, då sjunker den lokala elektromagnetiska potentialen hos den förstnämnda partikeln ögonblickligen, med allt vad det innebär för dess relativa momentum, vilomassa, hastighet och rubbet, trots att det därefter tar ytterligare då en minut för signalhastigheten i c att påverka partikeln med Coulombkraften.

Det går att filosofera länge på. En tom rymd med en laddad partikel i vila och en annan ett ljusår bort som sönderfaller till en laddad partikel som accelereras kommer alltså ögonblickligen att påverka potentialen hos partikeln i vila samtidigt som den accelererande partikeln kopplar... mindre tror jag, till det elektromagnetiska fältet när den rör sig snabbare, men det tar ett ljusår innan positionsförändringen från kraftverkan från den accelererande partikeln verkar på partikeln i vila.

Att Maxwell uteslöt dessa frihetsgrader beror på att han endast formulerade sin teori med observerbara egenskaper, och det är både laddningspotentialen och magnetpotentialen som förändras, vilka tillsammans tar ut varandra då de är delar av Lorentzkraften.
Då Einstein formulerade sina häftiga vektorer med bjällror från Einstein så har de samma inneboende fel i sig. Till räddningen kommer Lorentz igen med sin gauge korrigering.

Dock kvarstår flertalet märkligheter vi saknar formalism för.
Om en laddad partikel faller fritt i ett gravitationsfält så kommer den laddade partikeln som observatör observera att den avger strålning då den accelereras.
Samma laddade partikel som faller fritt i ett gravitationsfält kommer däremot inte att observera avge strålning från gravitationskällan.
Detsamma gäller då en laddad partikel i vila på jorden som bromsas av att den är placerad på, säg ett bord.
Tydligen så strålar inte en laddad partikel av gravitation, endast hastighet.
Detta beror bland annat även på att observatörer på jorden inte är i vila i ett inertialsystem då vi accelereras och det istället är laddningen i fritt fall som är i vila.
I fallet med en laddad partikel i vila på jordens yta så är krökningstensorn lokalt plan och de gravitationella fältlinjerna är parallella.

Osökt så funderar man ju då på var strålningen från en laddad partikel som accelererar i ett gravitationsfält som observeras av en oladdad partikel som faller fritt med den bredvid tar vägen.
Vi från jordytan är ju i ett accelererande inertialsystem, så vi har ju en händelsehorisont, men vi skulle observera den laddade partikelns energi oförändrad, trots att den medfallande oladdade partikeln inte skulle det.

Såatteee...

Också då, om en observatör med konstant hastighet på avstånd observerar en laddad partikel med konstant hastighet med färdriktning från observatören så kommer vektorpotentialen som beror på skalärpotentialen att riktas mot laddningens omedelbara position.
Men om laddningen accelereras tvärgående mot observatören så kommer observatören observera strålning från punkten den laddade partikeln accelererades.
Vilket beror på att densiteten är variant, vilket gör de elektromagnetiska komponenternas potentialerna ickelinjärt symmetriska.

Detta är också anledningen till att kvanttal som breder ut sig med max c och interagerar med en laddning som återkopplar direkt, är vad som kan ta ut laddningar så att Maxwells och då även Einsteins ekvationer är linjära i materia. Tillsammans med lite bling som beror på nollpunktsenergin som gör elektroner stabila.

Eftersom en laddning som accelererar mot en observatör i vila är detsamma som en observatör som accelererar mot en laddning i vila så kommer laddningens statiska delar som observeras vid konstant relativ hastighet omedelbart att observeras för observatören som accelereras om laddningen är i vila. Men effekterna från de dynamiska delarna från accelerationen, breder fortfarande ut sig med c.

Om en laddning accelereras mycket så kan den påverka potentialen hos en annan laddning på avstånd ögonblickligen, samtidigt så förändras den accelererande laddningens ljuskon.
Så en accelererande laddning kan förändra potentialen hos en annan laddning som rör sig och närmar sig bakåt i tiden, men aldrig riktigt når dit.
Detta begränsas av att verkan endast kan ske, observeras från en punkt i taget, vilket genom högre positionsdensitet när man närmar sig c gör att ljuskonen rymmer färre händelser.

Det här med position, hastighet, potential och kinetik är minst sagt ett märkligt pussel. Vad olika typer av potentialer fundamentalt har för dimensioner är en gåta, speciellt som olika potentialer är relativa det de kopplas till.

Slänger in lite länkar utan ordning. Listan går att utöka enormt mycket, men bara för att ge något underlag.

https://en.wikipedia.org/wiki/Retarded_potential
https://en.wikipedia.org/wiki/Lorenz_gauge_condition
https://en.wikipedia.org/wiki/Green%27s_function#Advanced_and_retarded_Green%27s _functions
https://en.wikipedia.org/wiki/Retarded_time
https://en.wikipedia.org/wiki/Lorenz_gauge_condition
https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_four-potential
https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_vector_potential
https://en.wikipedia.org/wiki/Li%C3%A9nard%E2%80%93Wiechert_potential
https://en.wikipedia.org/wiki/Covariant_formulation_of_classical_electromagnetis m
https://en.wikipedia.org/wiki/Retarded_position

1. Såg du ljusfenomenet på himlen för några dagar sedan?

2. Vad är det mest underliggande fenomenet du har setts med blotta ögat?

3.vilken planet är kallast?

Och varför vet man inte det och hur är det orsak till problemet?

Man vet ungefär hur stor massan på Vintergatan är, men då man inte vet hur tung genomsnittsstjärnan är, kan man inte heller veta ett exakt antal.

Intressant! Man kommer ju då att tänka på en laddad partikel som rör sig i ett elektromagnetiskt fält och en massa som rör sig i ett gravitationsfält. Vid tvärgående acceleration av båda massa och laddning undrar jag om motsvarande gäller?

Jag har bara hunnit läsa några timmar om detta och har inte texten framför mig, så mitt svar är taget från minnet med möjligt tillägg av mer eller mindre grundade gissningar, så ha viss reservation till det jag svarar men det är åtminstone någorlunda grundat. Trots att jag måste förenkla enormt mycket så är det omöjligt att ge ett kort svar på frågor så här komplicerade. Jag är i processen att läsa om allt detta och mer då detta korsar vägar med andra problem jag håller på med, så fråga om någonting är otydligt och åter igen, jag har inte hunnit så långt med detta så jag har sannolikt fel på sina ställen.

Gällande acceleration i ett elektromagnetiskt fält så är det skillnad på Coulombkraften från den elektriska delen och magnetfältet. Coulombkraften är liksom gravitationskraften så kallade konserverade krafter, alltså energin i systemet är bevarat. En massa behöver ingen energi för att utöva sin kraftverkan på en annan massa. Detsamma gäller Coulombkraften.
Därefter så är gravitationskraften en så kallad "fiktiv kraft", likt centrifugalkraften. Den behöver inte någon kraftförmedlare som kräver tid för att utöva sin verkan på en annan massa. Som bekant sägs ju gravitationskraften istället vara en följd av hur energi kröker rumtidens geometri.
Coulombkraften kan jag inte svära på är fiktiv då modeller, med betoning på modeller då mekanismen inte är observerad, beror på kraftförmedlare av en speciell sorts fotoner som kallas "interaktionsbundna fotoner", vilka inte går att observera, men som beskrivs vara en faktor i mekanismen då fotoner är det elektromagnetiska fältets förmedlare av kraftverkan. Då "förmedlare" eftersom fotoner själva saknar laddning och excitationer av det elektromagnetiska fältet är elektroner.
Jag är osäker på om kraftverkansförmedlande fotoner är detsamma som interaktionsbundna, men det kan mycket väl vara så, så även här vill jag reservera mig för att det är så modellen ser ut trots avsaknad av observation. Möjligen då kraftverkan förmedlas i c och elektroner strålar riktiga vanliga "fria" fotoner under påverkan av krafter. Vissa krafter ska då tilläggas.

Eftersom du pratar om acceleration så beror observationen på vinkeln mellan den accelererarnde linjära färdriktningen och observatöreren. Accelerationen och därmed den relativa hastighetsskillnaden beror ju då på om observatören ser den tvärgående acceleration långt bortifrån som närmar sig för att sedan passera förbi.

Ett annat fall vore en acceleration i omkrets runt laddningen eller massan, vilket är en helt annan situation av många anledningar, bland annat då när det gäller massa så ökar radien från observatören samtidigt som den relativa skillnaden i energi förändras, både observatören och den accelerande massan är i accelererarande referenssystem, de är inom samma massystem då de delar masscentrum, rotationen av observatören i mitten är lustig då den för sig själv har ett punktformigt masscentrum som inte har någon frihetsgrad för rotation så denna tror att den är i rotationell vila, samtidigt som delarna inom massans radie får en tröghet från rotationen, samtidigt som man får så kallad "frame draging" från rotationen som vrider rumtiden, samtidigt som den yttre massan som accelererar också kommer dra med sig massan i centrum så dess acceleration ökar, även via tidvatteneffekter som också innebär lustigheter, samtidigt som den accelererande massan vars radie och energi ökar också skiftar masscentrum så bägge massor kommer rotera kring en punkt utanför någon av dem där förskjutningen från masscentrum hos massan som initialt är nära mitten rör sig mot den accelererande massan. Då accelerationen av massan som accelereras också ökar dess energi så kommer masscentrum slutligen nå en punkt mellan de individuella massorna där accelerationen av den ena också påverkar den andra på samma sätt, där den ökade energin hos den accelererande massan kommer öka massenergin med samma storhet hos den andra, där den tillförda energin inte längre hos systemet självt direkt ses som rotation i klassisk mening, utan rotationsmomentum kring ett masscentrum där accelerationen ökar bägges momentum där istället radien ökar proportionerligt för vardera massa då de nått jämvikt mellan deras individuella massenergi där systemets massa istället befinner sig i masscentrum vid en punkt mellan dem.
Trots att deras individuella massenergi då skulle kröka rumtiden mer så den gravitationella kraftverkan skulle bli större så skulle deras individuella hastigheter, även trots om de vore olika med olika radie från masscentrum, ändå individuellt vara proportionerliga mot masscentrum relativt varandra.
De skulle då dela samma initialsystem och vara i vila gentemot varandra då de tillsammans utgör ett system med individuella storheter som är proportionerliga mot deras vardera radie från deras masscentrum.
Så även trots initial rotationell acceleration så skulle de utvecklas till ett och samma system vars delar är i vila relativt varandra.
Så gällande frågan om "retarded"-effekter så skulle de bli irrelevanta då de då vore i balans mot varandra. Det skulle inte spela någon roll om relativa potentialskillnader förändrades ögonblickligen, med c eller 10 km/h.
Detsamma gäller egentligen även tidigare då masscentrum är närmre massan som den andra massan roterar kring då de fortfarande är i jämikt i samma system som sammankopplar dem vid masscentrum med en konserverad fiktiv kraft och eftersom bägge massor är i accelererande initialsystem så kan egentligen ingen av dem utgöra en observatör i vila som kan ge ett "korrekt" mått på de relativistiska skillnaderna. Massan i "vila" är inte i vila, så dess hastighet och massa beror på hela dess historia från tidens början, liksom för massan som accelererar runt denna. Den accelererande massan kan ha haft lägre historisk hastighet än den som är i "vila" och eftersom systemet är konserverat genom en fiktiv kraft så påverkar accelerationen de båda. Mer tekniskt då massa beror på densitet som beror på hastighet.
Deras relativa massenergi blir irrelevant liksom deras relativa hastigheter, som beror på position och förändringen av denna, då de utgör samma system och eftersom fiktiva krafter ändå verkar ögonblicken.
Så förändringen av positionerna längst radien skulle vara vad "retarded position", "retarded time" och "retarded potential" tillsammans med momentum, skulle vara ett fenomen under, men då trögheten i ett system beror på radien och en sträcka längst omkretsen så försvinner effekten där med.
Den fiktiva kraften verkar redan direkt.
Däremot finns det andra saker som komplicerar. När accelerationen ökar radien mer hos den ena massan från masscentrum så observerar den andra massan rörelse i två dimensioner, inte bara parallell vilket konstant radie skulle motsvara. Då massenergi som beror på, sannolikhetsdensitet av position, tillsammans med annat som potential, både längdförskjuts och observeras genomgå tidsdilstation i färdriktningen så mäts massenertin olika beroende på vinkeln tvärgående mot färdriktningen.
Så potentialen som utgör en del av massan förändras ögonblicken medans massenergin observeras olika med en hastighet av c, trots att dess verkan ändå är ögonblicklig, då eftersom de utgör samma konserverade system genom en fiktiv kraft. Samma effekter är applicerbara på de delar av massan som utgörs av det elektromagnetiska fältet.

Fortsättning.

Då vid linjär tvärgående acceleration av en massa relativt en annan massa, eller längsgående som inte är inom samma system(vilket är en teknikalitet som har med sammanflätning att göra, men vi bortser från det) så kommer potentialen hos massan och därmed också massan hos massan i vila att sjunka något i samma ögonblick som en minsta kraftverkan accelererar den accelererande massan, oavsett avstånd.
Kraftverkan massorna sinsemellan kommer trots att de är bundna med fiktiva krafter som verkar ögonblicken mot redan existerande potentialer i fältet ändå att förändra deras relativa förhållande i kraftverkan som beror på potentialskillnaden att vara begränsad till c, utbredningshastigheten för gravitationsvågor.
En liknelse är att en massa plötsligt uppstår från ingenstans, vilket förändrar potentialen direkt men kraftverkan sker efter utbredningshastigheten av gravitationsvågor. Signalhastigheten även hos fiktiva krafter är c, trots att individuella potentialskillnader ögonblicken förändras när en del av den totala energin hos fältet koncentreras i en punkt och tas från hela fältet samtidigt.
Effekten från potentialskillnaden är information som fortfarande är begränsad till c.
Man kan alltså inte mäta potentialskillnaden i en del, utan för att veta denna måste man ha vetskap om det totala antalet exciterade potentialer och deras kinesiska energi över hela fältet.

Det är viktigt att få sagt att observatören i ett system likt detta måste utgöras av masscentrum och att verkan fortfarande har en signalhastighet med c, att system med konserverade fiktiva krafter inte utövar verkan i sig utan det är den verkan som förändrar ett annars konstant förhållande i ett sådant system som utgör effekterna som är relevanta i denna kontexten.
Notera även att det finns skalärpotential likt laddning och vektorpotential.
Laddningens skalärpotential med Coulombkraften är t.ex. inte kvantiserad, likt en fiktiv kraft, medans magnetfältet är kvantiserat med sin vektorpotential.

Det här är som du ser otroligt komplicerat och det är mer komplicerat när det kommer till det elektromagnetiska fältet då det är så många komponenter som samverkar på så många olika sätt, många av dem som vi inte ens förstår. Jag kan omöjligen ge någonting annat än ett ytterst förenklat svar.

Men det skulle inte spela någon roll vilken av laddningarna som accelererade eller var i "vila" för att de skulle kunna observera varandras magnetfält. Det blir dock lite abstrakt då bägges magnetfältskomponent skulle breda ut sig om någon av dem accelererade mot den andre, och denna effekten skulle ske direkt men observationen av den skulle endast kunna ske med c vilket är samma hastighet som dess verkan förmedlas, så den effekten är dold där.

En laddad partikel som accelererar förbi en annan laddad partikel beter sig på vissa sätt som fotoner. Observationsvinkeln avgör hastighetskomponenten i de olika dimensionerna så laddningsdensiteten och därmed strömdistrubitionen och magnetfältsfluxets densitet och krökning.
Men det elektromagnetiska fältet är konstigt på sätt man inte kan ana där t.ex. magnetfältet endast verkar på andra partiklar vid, jag minns inte men antingen parallell eller longitudiell rörelse medans det elektriska fältet är motsatsen. Så en laddning i ett elektromagnetiskt fält skulle röra sig i en cirkel när vinkeln mot källan förändras så den elektriska och magnetiska komponenten skiftar dess verkan.
Därutöver så sker dessa "retarded"-effekter inte om accelerationen sker av Coulombkraften då den på samma sätt som gravitationen är konserverad.

Jag vet inte riktigt vad jag kan säga om just den frågan. Det är en 200+ år gammal diciplin som det fortfarande finns enormt många olösta frågor kring. Kika på instabiliteter inom plasmafysik t.ex. och gauge korrigering kring alla teorier som omfattar elektromagnetism. Där "gauge" är ett häftigt ord för "frihetsgrader" som är ett häftigt ord för "egenskaper", vilka det finns mängder av som samverkar med en dynamik som vi har ganska dålig koll på. Maxwells ekvationer och Einsteins häftiga vektorer med bjällror i all ära, men trots stt de är komplicerade teorier så är de väldigt förenklade och många uteslutna faktorer.

Jag kan fortsätta, men en sista sak jag måste betona extra tydligt är att dessa fenomen, t.ex. potentialerna, uppkommer när nya excitationer koncentrerar energi från dess fält runt en partikel. Som från att en oladdad partikel sönderfaller till en laddad och annat. Annars är det endast indirekt som just potentialen påverkar observationer.
När det kommer till andra "retarded" fenomen, position, tid osv. så följs de inte av fundamentala frågor om verkan eller signalhastighet snabbare än c, utan mer att ingen observatör kan säga någonting bestämt om någonting annat som är universellt sant, utan varje observatör existerar inom sin egna händelsehorisont och har sin egna unika värld som skiljer sig från alla andras.
Även Lorentzinvarianta fenomen omfattas av detta, både genom dessa mekanismer men även då formalismen är grundad i Maxwells förenklingar och gaugekorrigering som Einsteins tensorer bygger på med samma och fler inneboende problem som därefter Lorentz hanterar med sin gaugekorrigering, men med andra förenklingar och inneboende problem. Att "gauge korrigera" betyder i princip "teorin är fel här så vi döljer det", utan motivering.
Så säger någon att E och B är variant medans Lorentzkraften är invariant så är det egentligen inte så. Det är bara gaugefixat och observationens signalhastighet är densamma som verkans signalhastighet.

Nästan all fysik fungerar så här. Det är ett rum, en mångfald, den kan vara krökt och ha en topologi. Därutöver så har man en massa häftiga tensorer som sträcker sig från skalärer, alla möjliga häftiga vektorer som definierar olika egenskaper, kombinationer av vektorer, vektorer blandade med skalärer, vektorer vars verkan beror på omgivningen likt det den verkar på, topologin eller annat, därutöver komplicerade tensorer med mängder komplicerade komponenter för interaktioner, topologi, transformationer och allt möjligt. Allt detta kallas "tensorer" och är linjära beskrivningar av vad någonting är och vad det gör med någonting annat beroendende på saker. "Linjära kartor/avbildningar". En beskrivning av vad någonting är beroende på vad och hur det förändrar någonting annat beroende på någonting. Allt detta är antingen punkter i fält som också har gemensamma egenskaper eller individuella delar likt partiklar.
Det som kallas "rum" och "dimensioner" kan lika gärna kallas för fält. Transformationer beskriver verkan för en observatör och är egentligen en beskrivning av hur vinklar och hastighet påverkar tensorer och vektorer.
Allt som inte kan lösas med tensorer löses med topologi, lokala strukturer i rummet, vilka är bundna till häftiga vektorer likt spinorer. Allt detta behandlas på olika modeller av rum. Vissa med tid, vissa med krökning, vissa plana, vissa projektioner av andra rum som innehåller vektorer med många frihetsgrader som symboliserar sannolikheter, vissa riktiga observationer.
All verkan som sker är energi över tid eller momentum över längd, som är samma sak. Energi kan vara potentiell eller kinetisk, momentum är kopplad till kinetisk energi och består av kinetisk potentiell energi.
Det är i princip 97% av all fysik. 1% är tid och/eller avstånd. 1% är entropi och 1% återstår till någonting jag missat.

Jag hoppas jag åtminstone snuddade vid dina frågor, men det här är enormt komplicerat så även om dina frågor är formulerade kort så är de såpass generella och beror på så mycket beroende på svarer du önskar. Så missade jag bollen helt så specificera gärna närmre vad du undrar.

(Jag känner Osmiumkaka stå och kika över axeln på mig och kan känna en aura av "nja..." tillsammans med en delad ömsesidig ödmjukhet inför att det här inte är lätt. )