ブラックホールと電磁波について

科学初心者ですが…
こんな質問をして、すいません。
ブラックホールから、X線を含む電磁波が出ることが、よくわかりません。
光は、重力の影響を受けて、引きずり込まれますが、X線などの、電磁波は、重力の影響を受けないのでしょうか？
あるいは、ブラックホールの重力から、抜け出せる、物質があるのでしょうか？
重複していたらすいません…。
あほなことばかり言ってすいません。

No.7 ベストアンサー 回答者： Tacosan 回答日時： 2007/11/14 20:33

まずもとの質問者の疑問から:

恒星質量ブラックホールの降着円盤から発せられる X 線などのエネルギーは, 基本的に「ガスなどがブラックホールに落ちるときに解放される重力エネルギー」です. 例えば, 地球でも「高いところにある物体は, 低いところにある物体よりも位置エネルギーが大きい」と言ったりしますよね. これと同じで, ブラックホールでは重力が非常に強いのでガスなどの持つ位置エネルギー = 重力エネルギーが大きくなります. また, 放射するあたりでは落ちてくるガスの摩擦などもあって, 非常に高温 (Schwartzschild 半径の 3倍くらいのところで放射すると仮定するとおよそ 10^7K くらい) となります. そのため, X 線～γ線が放射のピークとなっています. もちろん Schwartzschild 半径の 3倍くらいのところからなら, 電磁波は余裕で逃げることができます.
あ, 通常「ブラックホールの中」といったら「Schwartzschild 半径の中」とか「事象の地平線のあっち側」とかの意味です. X 線などは Schwartzschild 半径の (かなり) 外から出ており, 厳密には「ブラックホールの中」から出ているわけではありません. 面倒なので「ブラックホールから」と言っちゃったりしますが.

でもって #6 の話.
「光のパルスが～」などと言っていますが, 相対論で考えるべきは「パルスのピーク位置の速度」ではなくて「パルスの立ち上がり位置の速度」です. そこには触れずに「電磁波の＊速度＊は光速を越えてもよいと考えられている」などと書いてありますよね. 「ピーク位置の速度」=「群速度」と「立ち上がり位置の速度」=「(普通の) 速度」とは別ものですから, きちんと区別する必要があると思います.
ちなみに「質問者が誤解しないように記載されているとは到底思えない」と言われてますが, どこの部分でしょうか? 御指摘願います.

この回答へのお礼

ありがとうございます…。
よくわかんないですが…。勉強になりました。
まぁ、確かに、半径の三倍以上のところなら、余裕に逃げれますね…。
ただ、一つ疑問なのは、検出されるX線が、ブラックホールからのパルス波か、ブラックホール外からの、降着円盤を生成される過程で出来上がるものなのか…。わからない点です…。
まぁ、僕は、馬鹿なので、わかりませんが、多分、物理の最先端では、その答えも出ているのでしょう…。

お礼日時：2007/11/15 10:10

No.14 回答者： Tacosan 回答日時： 2007/11/15 18:00

あ～, keV ってのはエネルギーの単位 (の 1つ) です.

1個の電子が 1V の電位差で得られるエネルギーが 1eV で, その 1000倍が 1keV.
光子の持つエネルギーは, しばしば eV を単位として測られます. もちろんエネルギーと周波数と波長は相互に関係するので, エネルギーで書いたり周波数で書いたり波長で書いたりしますが.

この回答へのお礼

どうもありがとうございます。
キロｅＶって読むんですねｗｗ。
知りませんでしたｗｗ。

お礼日時：2007/11/16 18:25

No.13 回答者： Tacosan 回答日時： 2007/11/15 12:53

いや, それは #5 でこっそり書いたことと関係してるはずです＞#11.

つまり, 物理学的には「情報を『群速度』で送ることはできない」と考えればいいんです.
今考えているのは光パルス通信ですから, これに付随する情報は「パルスが立ち上がった」とか「パルスが立ち下がった」であるはずです. パルスの立ち上がり・立ち下がりはピーク位置とは関係ありませんから, 情報 (= 立ち上がり・立ち下がり) の伝送速度と群速度 (= ピーク位置の伝送速度) とは一般には違う値をとります.
ただし, 実用上はこれで超光速通信となる可能性があります. つまり, 実際には「立ち上がりや立ち下がり」で検出できるわけじゃなく, 「光のレベルがある閾値を越えたかどうか」でしか判定できません. これはピーク位置にも依存するので, うまく作れば超光速となりえます.

で, っと.
「降着円盤からの X 線」については, 理論的にはっきりしています. 特に, それなりにガスが降ってくる場合には, 重力エネルギーの半分が降着円盤をあたためたあと (その温度に従った黒体) 放射となり, 残り半分は降着円盤として回転するエネルギーになったあと最終的には事象の地平線のあっちへといきます.
中性子星の場合, 後者の半分は中性子星表面にぶつかって 2keV 程度の放射になるんだとか.
と, 手元の本にはあります.

この回答へのお礼

横レスすいません。なるほど…。調べた床…。
群速度とは、調べたところ、波の進行速度を示すのですね…。
ピーク位置とは、波の波長が、最大になるとき…。かな？よくわからないです…。あほなので…。（笑
う～ん…。情報ととは、振幅を含めた波動の波形の事を指すのかな？
波形は…。群速度では伝わらないのか…。う～ん…。
よくわから茄子（笑

うん。降着円盤からのX線というのは…。多分あってるんだろう…。と思います。
重力エネルギーの半分…。ということは、X線のエネルギー値は、ブラックホールの重力に吸い込まれる前の物質の持つ位置エネルギーの半分ということなのでしょうね…。
ちなみに…。式の意味は…。わから茄子…。
ｋ＝定数？（笑
ｅ＝イプシロン？（笑
Ｖ＝速さ？
あほな私では、わからないですね～ｗｗ。（ぇ？
いろいろと、勉強になりましたｗｗ。（笑

お礼日時：2007/11/15 16:15

No.12 回答者： edw-19 回答日時： 2007/11/15 00:54

意味が全く理解出来ていないだけなんだよ。

http://www.nikkei-bookdirect.com/science/topics/ …

この回答へのお礼

あまり、やっかまないでください…。
僕もよくわかりません…。（ぇ？
まぁ、僕は、物理の基本がわからないので…。

お礼日時：2007/11/15 10:22

No.11 回答者： shiara 回答日時： 2007/11/15 00:11

　元々の質問への回答ではないのですが、NECの記事はいただけません。

「光の群速度は、真空状態における光の速度を上回る」と言っておきながら、「情報を光の速度より早く伝送することは不可能である」というのは矛盾しています。情報をデジタル化して、この実験のように光パルスとして送り出せば、光より速く情報を送ることができるのではないでしょうか？？？
　普通は、物質中を光が進むと、真空中での速さより遅くなります。それは、物質中の電子に光子が吸収され、再び放出される、という現象が起こるため、マクロ的には光の速度が遅くなったように観測されるためです。さて、そこで、次のようなことは考えられないでしょうか。もし、光子が吸収される前に、同じエネルギー運動量を持つ光子が電子から放出され、その後に、その電子に光子が吸収されるとしたら、マクロ的には、光子が光より速く進んだように観測される…。NECの実験がそうではない、という説明はありませんね。

この回答へのお礼

情報とは、物質的な媒介を持って、初めてそういうのかもしれません。
ただ、僕が疑問に思うのは、これは、物理的分野での情報とは一線隠すものなのかもしれませんが、デジタルのことを考えると、パルス波も、一種の情報として、考えられるのではないか…。と思います。
パルス派を検出するものは、波が通っているかどうか…。で考えられると思います。
ということは、通っている、通っていないで、０と、１という情報が与えられるのではないか…。と思います。

お礼日時：2007/11/15 10:20

No.10 回答者： edw-19 回答日時： 2007/11/14 23:31

こんな計算なら、天才的な＃７様なら簡単に解を出せるはずですよ。

（絶対にね）
残りは半径計算だけです。

おかしいじゃないですか？＾＾

この回答へのお礼

あまり、挑発や野次はお控えください…。
計算ができるかどうか…。
それは、この質問には関係ありません…。
目の前にあるものだけが真実です。
自分ができないので…強調して。
『「計算ができるかどうかではなく、」本当は、光パルス波なのか、
あるいは、X線なのか…。それが、疑問です…。」
必ずしも、計算ができるということが、理屈的に秀でているということとは、結びつかないと思います。

お礼日時：2007/11/15 10:17

No.9 回答者： edw-19 回答日時： 2007/11/14 22:55

計算したい方がいたら、導き出し方です。

（算数で）
万有引力定数→
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%87%E6%9C%89% …

シュヴァルツシルト解→（↑）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%A5% …

宇宙速度↑
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99% …

こんだけのこと。（今までひまわりで教えてきた通りの基礎）
第一宇宙速度より、Vを導き出した。（注意、運動エネルギー）
C＝√２GM/ｒ
C＾２＝２GM/ｒ
C＾２/２GM＝１/ｒ

後はがんばりましょう。

この回答へのお礼

ありがとうございます…。
計算は嫌いなので…。遠慮させていただきます。

お礼日時：2007/11/15 10:14

No.8 回答者： edw-19 回答日時： 2007/11/14 21:03

これはね、

根本的な言葉物理の間違いなんですよ。
http://www.geocities.jp/maeda_hashimoto/tor/tor_ …

これが出来て言える事。

悪いけど、天才のにおいがしないの。
３倍と、１．５倍の計算てる？

この回答へのお礼

ありがとうございます…。
まったく、さっぱりわかりません…。
天才のにおい…、って何だろ？
まぁ、天才だろうと、凡人だろうと、ここに答えてくださる方なら、
あたたくお迎えいたします…。

お礼日時：2007/11/15 10:13

No.6 回答者： edw-19 回答日時： 2007/11/14 19:00

＞#4 のリンクについては＊あやしい＊ところがあります

http://www.nec.co.jp/press/ja/0007/1901.html
NEC北米研究所には、怪しいところは一切ありません。
＃５は、全て記載されていますね。

＃５の記載内容は、質問者様が誤解せぬよう記載しているとは到底思えませんね。
教育規範は常に持ち、決して失念なさらぬよう。
学者はこんな所で決してあさましい論議は決してしませんね。

あやしいのと、不可能の証明はまるで違います。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
今、記載のURLを見て思ったのですが…。
光パルスはというのは、物質でないもの…。
つまり、他を媒介とするものを…、たとえば、音波なら、空気を媒介として、伝わるものだと思われます…。
つまり、物質の速さが、早くなるわけではなく、光子を持たない、波が、伝播するスピードが光速以上になるのであって、それは、相対性理論に反するものではないと思います。
まぁ、ひょっとしたら、ブラックホールから検出されるX線波長の波も、波長は同じだけど、光子を持たないというものなのかもしれませんが、僕の知識では、よくわかりません；；

お礼日時：2007/11/15 10:06

No.5 回答者： Tacosan 回答日時： 2007/11/14 13:23

#4 のリンクについては＊あやしい＊ところがあります.

まず最初のリンクですが, これは「異常分散」という現象を利用して「群速度」を光速より速くする, という現象です. ポイントは「群速度は速くなるけど情報の伝達速度は速くならない」という点にあります. 言い替えれば, 「うまいパルス信号を作ると, 真空中での＊ピーク位置＊の移動速度よりも速く＊ピーク位置＊を動かすことができる」ということです. 「ピーク位置」と言っているところが重要で, パルスの立ち上がりは光速より速くならないとか. これについては「魅惑の似非科学」というサイトの 2000年8月4日 の項目をどうぞ.
次に後者ですが, そもそも一般相対性理論では「離れたところの光速度」については言及していません. 局所慣性系でのみ「光速度一定」が成り立ち, 離れたところについては「(接続がうまくいけば) どうであろうが問題なし」という立場です. 従って, ＊遠くの物体＊が＊手元の光速度＊よりも速く運動することは, 一般相対性理論では禁止されていません. 禁止しているのは, ＊遠くの物体＊が＊そこでの光速度＊よりも速く運動することです.
ついでにいうと, Schwartzschild 半径は「そこでの脱出速度が c」という距離です. 「脱出速度」ですから, 「ブラックホールから鉛直方向に逃げる」ということを意味します. 静止した & 磁場を持たない Schwartzschild ブラックホールの場合, 「接近しつつ逃げられる」限界は Schwartzschild 半径の 1.5倍であることが知られています. つまり, Schwartzschild 半径の 1.5倍のところからブラックホールに水平に光を発した場合, その光はず～っとブラックホールをまわり続けることになります. 「v = c 以下で向心力と遠心力がつりあう半径」は, この「Schwartzschild 半径の 1.5倍」ということです.
もちろん, 静止していない (回転している) Karr ブラックホールとか, 磁場を持つブラックホールだと話は別になります. 例えば, Karr ブラックホールでは「無限赤方偏移面」と「Schwartzschild 半径」が別になるんじゃなかったかなぁ.

この回答へのお礼

ありがとうございます…。
詳しいことはわかりませんｗｗ。（笑
脱帽ですねｗｗ。
テキトーにNo４に、回答してしまったけど…。
テキトーすぎた…。
ぜんぜん…。参考にしてないことに気づいた…。（苦笑
いやぁ～。なかなか…。難しいですね…。無学な私にはｗｗ。

お礼日時：2007/11/14 18:34