질량이 큰 천체에 관하여 질문하고 싶은 것이 있습니다.

궤도

2dflx5

23.01.17

우리는 어떤 천체의 질량과 수명을 알수 있습니다

그렇다면 a라는 항성의 질량이 태양보다 10만배는 크고 수명이 10만년짜리 항성이라고 가정했을때 이때의 수명은 관찰자인 저희 기준으로 관찰 할 수 있는 시간을 나타내나요, 아니면 항성 a의 기준으로 나타내나요?

그리고 만약 생성된지 100억년 되었다고 측정 된 은하 또는 천체의 경우에 그 질량이 너무 커 저희 관찰자 입장에서는 100억년 전에 생성되었지만 그 은하 또는 천체 내에서는 생성된지 5억년밖에 안된것으로 측정 될수도 있나요?

뽁뽁이아저씨

23.01.17

항성의 질량과 나이에 따라서 항성의 온도나 내는 빛의 밝기등이 정해지는데요. 항성이 내는 빛을 관측함으로서 그 별의 성분이 어떻게 조성되어있는지 별의 온도가 어느정도인지 등을 알 수 있다고 합니다. 별의 질량과 별의 성분이 어떻게 이루어져있는지 별의 온도가 어떤지 등을 알면 그에 맞는 별의 나이를 거꾸로 추정할 수 있다고 들었습니다.

2dflx5 글쓴이

23.01.17

그것은 알고있습니다. 제가 본문에서 말하고싶은것은 그 수명들이 어디를 기준으로 작성되는가 입니다. 태양중력권내에서 관찰할때의 시간인지, 해당 천체의 중력권 내에서 시간인지 입니다. 은하의 수명같은경우 여쭈어 본 이유가 만약 우리은하보다 충분히 질량이 큰 은하의 수명이 태양중력권 내에서는 100억년으로 관찰이 되었어도 이는 시간지연효과에 의해 지연된 시간을 관찰하게 된 것이고 해당 은하의 중력권 내에서는 시연지연효과가 영향을 주지 않기때문에 5억정도밖에 되지 않은 경우도 있지않을까 싶어서 입니다.

뽁뽁이아저씨

23.01.17

지구에서 봤을 때 수명인 것 같습니다.

@2dflx5

2dflx5 글쓴이

23.01.17

그렇다면 해당 천체 또는 은하의 특정 물질의 반감기, 천체의 속도를 이용한 질량측정 등을 이용하여 수명을 구한 경우 그로 인한 관찰시의 시간지연효과까지 감수한다면 얼마나 계산이 복잡해져야할까요? 반감기도 그곳에선 훨씬 짧을것이고 천체의 움직임을 통한 질량 측정 역시 시간지연효과로 관찰자 입장에서는 실제와는 다르지 않을까 생각이 들어서요. 아바타 보면서 든 생각인데 만약 인간이라는 존재가 어떤 항성계에 진입을 해야한다는 상황이 왔을때 과연 시간지연효과에 의한 천체의 수명이나 질량 등등을 어디까지 계산해야 맞는가 그 효과가 어느정도까지 차이가 나는가가 궁금해져서 여기에 와 질문을 드리게 되네요

@뽁뽁이아저씨

뽁뽁이아저씨

23.01.17

항성의 중력에 의한 상대론적 효과는 생각만큼 그렇게 크진 않을것 같습니다. 블랙홀같은 극단적인 상황에서만 효과가 아주 커질거구요. 그래서 그렇게 많은 차이가 나진 않을것 같습니다. 그리고 그 계산이 필요하다고 해도 과학자들이 밥먹고 하는게 그거라서 곧잘 할것 같습니다.

@2dflx5

2dflx5 글쓴이

23.01.17

블랙홀이 아니더라도 제가 쓴 예시처럼 관찰대상의 중력이 관찰자의 시점에서의 중력보다 훨씬 강하다면(질량이 훨씬 크다면) 그 차이가 얼마나 심각할지 궁금해서요. 단순히 블랙홀이 극단적인 상황이라기엔 애매한것이 당장에 태양이 블랙홀이 된다하여도(블랙홀이 될정도의 질량은 되지않지만 예를들어 그렇다고 합시다) 블랙홀이 되어버린 태양의 질량이 변한것은 아니기때문에 행성들의 궤도는 변하지는 않는게 맞지않나 생각이 듭니다. 딱히 블랙홀이 되어서 극단적인것이 아니라 블랙홀이 될정도로 질량이 큰 천체인것이 요인이 되는것이라는 의미지요

@뽁뽁이아저씨

뽁뽁이아저씨

23.01.17

그러니까 항성인 상황에서는 그 차이가 그렇게 크지 않을것 같다는 의미입니다. 검색해보셔서 아시겠지만 지금까지 발견된 항성중에 가장 무거운 항성의 질량도 300배를 넘지 않습니다. 물론 이것도 어마어마하게 큰거지만 상상하신것처럼 10만배나 큰 항성은 스스로의 중력 때문에 붕괴되거나 해서 이미 블랙홀이 되었거나 할것 같습니다. 그러니까 항성인 수준에서는 다들 고만고만해서 그리 큰 차이는 나지 않을것 같습니다.

@2dflx5

평범한물리애호가

23.01.17

지구에서 관측한 수명입니다

상대성이론에 의해서 "동시"에 발생한다는 없으니(현재의 나이를 계산하는 것이 불가능) 관측을 통해서 나이를 계산할 뿐이랍니다?

2dflx5 글쓴이

23.01.17

모모걸

23.01.17

별의 나이를 별의 물리적 특성을 보고 어림하는데 잘은 모르지만 별을 질량에 따라 핵융합을 하는 방식에 대한 모델을 만들고, 이 모델에 실제 별들의 질량을 대입해보는것 같아요. 마치 불에 장작이 타는 불이 타는 과정을 보고 장작이 타는 속도를 모델로 만드는거죠. 그리고 남은 장작의 양을 봐 얼마나 오래탈지 보는거에요.

이때 모델은 내부 물질의 절대시간이 기준이 되기 때문에 별의 나이는 별에서의 시간 기준이 될겁니다.

근데 일단 별의 나이가 정확하지 않은 어림값이기도 하고 태양의 경우 태양 표면에서 시간이 지구보다 1년에 1분정도 느리대요. 그래서 큰 영향은 없을 듯 합니다

모모걸

23.01.17

또 더 찾아보니까 별은 핵융합을 핵에서 하거든요. 그래서 핵만 남고 핵융합을 멈춘 중성자별 표면에서의 시간지연도 봤는데 일단 순수 중력만으로는 2배정도 시간이 느리게 흐른대요. 천문학에서 2배정도면 별로 차이 안나는거거든요. 그래서 크게 신경 안쓰는것 같습니다. 애초에 모델이 잘못됐으면 10~100배 달라질수 있거든요.

2dflx5 글쓴이

23.01.17

답변해주신분들 감사합니다