Was ist die schnellste (oder kann) Reise einer Galaxie oder eines anderen Körpers?

Hubble-Geschwindigkeiten

Das Universum dehnt sich aus und trägt Galaxien mit einer relativen Geschwindigkeit voneinander weg, die proportional zum Abstand zwischen ihnen ist. Dies ist das Gesetz von Hubble, und wenn das Universum unendlich groß ist, gibt es keine Begrenzung dafür, wie schnell sich zwei Galaxien voneinander entfernen können. In unserem beobachtbaren Universum entfernt sich die am weitesten entfernte beobachtete Galaxie (GN-z11; Oesch et al. 2016 ) mit mehr als doppelter Lichtgeschwindigkeit von der Milchstraße ($c\simeq300\,000\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$).

Eigenartige Geschwindigkeiten

Dies ist jedoch keine Bewegung durch den Raum , was das zu sein scheint, wonach Sie fragen. Nichts kann sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum bewegen.

Galaxien bewegen sich im Allgemeinen mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von wenigen durch den Raum$100\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$; in massiven Clustern können sie Geschwindigkeiten von wenigen erreichen$1000\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$(z . B. Karachentsev et al. 2006 ). Diese sogenannten eigentümlichen Geschwindigkeiten sind wrt. zum "globalen" Rahmen, dh dem Rahmen, in dem ein Beobachter, der die kosmische Expansion verfolgt, stillliegt. Dies ist auch der Rahmen, in dem der kosmische Mikrowellenhintergrund in allen Richtungen (statistisch) gleich ist.$^\dagger$

Schwarze Löcher, Sterne, Planeten und Gaswolken bewegen sich im Bezugssystem ihrer Galaxien mit charakteristischen Geschwindigkeiten in der Größenordnung von$100\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$, daher ist diese normalerweise kleiner als die ihrer Wirtsgalaxie, wenn die Galaxie in einem großen Haufen liegt.

Wenn massive Himmelskörper wie Neutronensterne oder Schwarze Löcher verschmelzen, erreichen sie Geschwindigkeiten in der Größenordnung der halben Lichtgeschwindigkeit, wie in der Antwort von Rob Jeffries weiter ausgeführt wird. Dies wird im Rahmen des Massenmittelpunkts gemessen.

Geschwindigkeiten von Teilchen

BEARBEITEN: Folgendes wurde geschrieben, bevor die Frage geändert wurde, um Himmelskörper hervorzuheben : Für kleine Teilchen wie kosmische Strahlen werden viel höhere Geschwindigkeiten gefunden; das sind massive Teilchen, die auf extreme Energien beschleunigt werden, zB durch Supernova-Explosionen. Der Rekordhalter solcher Teilchen ist (glaube ich) immer noch das sogenannte Oh-My-God-Teilchen , das umherflog$0.9999999999999999999999951c$(im Rahmen der Erde), viel schneller als die Geschwindigkeiten, die im Large Hadron Collider erreicht werden.

$^\dagger$_{Natürlich kann man immer einen Rahmen definieren, der sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, so dass alle Objekte diese Geschwindigkeit "künstlich" erreichen, aber dann ist das Universum nicht mehr isotrop.}

Wenn wir über bedeutende Himmelskörper sprechen, dann sind es die relativen Geschwindigkeiten zweier verschmelzender Schwarzer Löcher.

Die typische Relativgeschwindigkeit aufgrund der Orbitalgeschwindigkeit der Komponenten des Schwarzen Lochs kurz vor der Verschmelzung ist größer als die halbe Lichtgeschwindigkeit.

Nichts kommt dem im galaktischen Maßstab nahe. Typische Eigengeschwindigkeiten für Galaxien in einem Haufen sind einige hundert bis einige tausend km/s.

Das folgende Diagramm zeigt die abgeleiteten relativen Geschwindigkeiten (unten) von verschmelzenden Schwarzen Löchern aus der ersten LIGO-Gravitationswellendetektion.