¿Es posible que algo en el universo no esté orbitando nada?

Lo que dice Cleonis es cierto (+1). Pero hasta cierto punto, depende de lo que entiendas por algo y cualquier cosa. Hay capas de estructura en el universo. A pequeña escala, un objeto puede orbitar alrededor de otro. Una colección de estructuras de mediana escala orbitan mutuamente entre sí. Las estructuras de mayor escala no orbitan.

Las capas se ven algo como esto. Puede ver una versión más grande en varios artículos de Wikipedia, como Local Group o Virgo Supercluster .

Comenzando "pequeño", la luna orbita la tierra. El diámetro de la Tierra es$12,700$kilómetros la luna es$3500$kilómetros La distancia entre ellos es colindante$380,000$kilómetros, sobre$30$veces el diámetro de la Tierra.

Esto está mucho más cerca que la siguiente masa significativa más cercana, Venus. En su punto más cercano, Venus es$38$millones de kilómetros,$100$veces la distancia Tierra-Luna. El sol está a punto$150$millones de km de distancia, o alrededor$400$veces la distancia Tierra-Luna. Así que la Tierra y la Luna están bastante aisladas. La luna tiene una órbita casi circular alrededor de la Tierra.

Asimismo, los planetas están bastante aislados y también tienen órbitas casi circulares. El planeta más lejano es Neptuno, aproximadamente$30$AU del sol o aproximadamente$4$horas luz. ($1$ES =$1$distancia Tierra-Sol.)

El sistema solar incluye la nube de Oort, una región más allá de la órbita de Neptuno y Plutón escasamente poblada de pequeños cuerpos helados. Lo más probable es que se extienda desde$2000$a$100,000$AU. Una vez más, están bastante aislados de otras masas. La estrella más cercana es$4.2$años luz =$265,000$AU de distancia, y la mayoría de las estrellas están mucho más lejos que eso. Los objetos de la nube de Oort orbitan alrededor del Sol.

Hace miles de millones de años, el protosistema solar contenía polvo y gas que formaron muchos objetos pequeños. Objetos como este tienden a formar órbitas circulares en un solo plano, como los anillos de Saturno. También tienden a agruparse y formar planetas, que también tienen órbitas circulares en un solo plano.

Los objetos en la nube de Oort estaban demasiado lejos y eran demasiado escasos para interactuar entre sí lo suficiente como para circular sus órbitas. Se distribuyen en una esfera alrededor del Sol y pueden tener órbitas muy elípticas.

Más allá de esto, hay alrededor$100$mil millones de estrellas en la galaxia. La galaxia está a punto$1000$años luz de espesor y$100,000$años luz de diámetro. Los comienzos son sobre$5$años luz de diferencia en promedio. Aunque están mucho más juntos en el centro de la galaxia, aproximadamente$0.01$años luz de diferencia.

Las estrellas tienen órbitas en gran parte circulares en un plano alrededor de un centro común, pero no en el mismo grado que en el sistema solar. Millones se han fusionado en un agujero negro gigante en el centro, pero esto es pequeño en comparación con la galaxia en su conjunto. Las estrellas no orbitan el agujero negro. Sus órbitas son el camino causado por la atracción de todas las demás estrellas. Así que en realidad no orbitan nada.

Muchas estrellas se agrupan en cúmulos globulares de cientos a millones de estrellas. Estos son como una mini-galaxia dentro de la galaxia. Excepto que no están aplanados como una galaxia o un sistema solar. Son esféricos como la nube de Oort. Entonces, una estrella puede orbitar dentro del cúmulo mientras el cúmulo orbita la galaxia.

También está el efecto de la materia oscura, que supera a todas las estrellas y ayuda a mantener unida a la galaxia. No hemos visto directamente la materia oscura. Simplemente se infiere de sus efectos sobre las órbitas de las estrellas. Así que no sabemos nada de su órbita, ni siquiera de qué está hecho.

La siguiente capa son cúmulos de galaxias. Por lo general, la distancia a la galaxia más cercana es de aproximadamente$20$diámetros galácticos. Las galaxias están mucho menos aisladas que los objetos más pequeños.

Las galaxias en un cúmulo orbitan entre sí como estrellas en un cúmulo.

En nuestro propio grupo local, hay dos galaxias gigantes, la nuestra y la galaxia de Andrómeda. más sobre$100$galaxias más pequeñas. El diámetro es de aproximadamente$10$millones de años luz.

Más allá de esto, los objetos predominantemente se acercan entre sí o se separan. No es orbital. Los cúmulos de galaxias forman estructuras como filamentos o pompas de jabón.

El supercúmulo de Virgo contiene nuestro grupo local y aproximadamente$100$otros grupos y conglomerados. Tiene un diámetro de aproximadamente$110$millones de años luz.

El supercúmulo de Virgo es un brazo de un grupo aún más grande llamado el supercúmulo de Laniakea. Este contiene el Gran Atractor, una concentración de galaxias tan grande que su atracción tiene un efecto notorio en la velocidad de la materia a cientos de millones de años luz a la redonda.

En esta escala la mayor influencia es la expansión del universo. Todo se aleja de todo lo demás. El movimiento no se aleja de un centro común. Más bien es como la separación de puntos en un globo que se está inflando. Los objetos lejanos se separan más rápido que los objetos cercanos. El Gran Attactor disminuye esta expansión para la materia cercana.

En escalas más grandes que esta, no hay una estructura perceptible. La materia se distribuye de manera bastante uniforme en todo el universo observable. Esto continúa hasta donde podemos ver, más que$10$mil millones de años luz.

Tengo entendido que tales eventos ocurren.

Mi entendimiento es que en las galaxias globulares la densidad estelar es más alta que en la mayoría de las galaxias y, por lo tanto, los eventos de honda gravitacional que conducen a la eyección ocurren comparativamente con mayor frecuencia en las galaxias globulares.

Dadas las distancias entre las galaxias, una estrella expulsada puede tardar miles de millones de años en atravesar el espacio desde una galaxia hasta acercarse a otra galaxia.

Supongo que en el espacio intergaláctico debe haber puntos en los que la influencia gravitatoria combinada de todas las galaxias circundantes sea tal que todas las contribuciones disminuyan unas contra otras. Permítanme referirme a esos puntos como 'puntos de equilibrio'. Me parece que, en esas circunstancias, es razonable considerar que el movimiento en la vecindad de esos puntos no orbita nada.

Requeriría un ajuste fino para que un objeto termine con velocidad cero y distancia cero con respecto al punto de equilibrio.

Pero no hay una demarcación clara entre está en órbita y no está en órbita; es una llamada de juicio. ¿Qué pasa si el cuerpo celeste expulsado es expulsado con una velocidad tal que tarda 10 mil millones de años en regresar a la galaxia de donde fue expulsado? Para una comparación de la escala de tiempo astronómica: generalmente las galaxias en forma de disco tienden a tener una tasa de rotación de aproximadamente una vez cada mil millones de años.

El punto es: mientras que la gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia, siempre hay algo de gravedad, sin importar cuán grande sea la distancia. Un objeto en el espacio intergaláctico nunca está sujeto a ninguna gravedad. Lo más cercano a no estar sujeto a la gravedad es que los vectores de gravedad combinados de las galaxias circundantes suman cero.

El sistema más pequeño que es capaz de dar lugar a un evento de eyección es un sistema de tres cuerpos. (También debe haber una diferencia significativa en la masa).

En nuestro sistema solar, los planetas están lo suficientemente separados como para que la interacción planeta-planeta no sea lo suficientemente fuerte como para desestabilizar el sistema.

Pero si tiene un sistema con un primario, un secundario y un terciario, para que sea estable a largo plazo, el terciario debe estar muy cerca del secundario, como en el caso de que la Luna esté cerca de la Tierra, o Debe estar muy lejos, como otro planeta.

Si el primario y el secundario tienen aproximadamente la misma masa (y el terciario tiene mucha menos masa), entonces no hay una órbita estable para el terciario. El movimiento del terciario no será cíclico y eventualmente el terciario impactará en el primario/secundario, o habrá una combinación de tirachinas gravitacionales que terminarán expulsando al terciario.

Cuando la relación de masas del primario y el secundario es de 25:1 o mayor, entonces para el terciario hay órbitas disponibles que no terminan con un evento de colisión, ni con ser expulsado. Esas órbitas a largo plazo se conocen como órbita de 'punto de Lagrange'. Los puntos de Lagrange L4 y L5 tienen esa propiedad.

(La proporción no es exactamente 25:1, estoy redondeando a un número entero)