
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
なるほど〜わかりました。重力の無限大と物質の無限小ですね。
宇宙がビッグバンで出来たなら、ブラックホールも星の爆発で出来て
ビッグバンのようにブラックホールの反対側から宇宙がまた新たに広がっていればな〜って
思いましたが違うのですね。
回答有り難うございます。
No.6
- 回答日時:
ブラックホールは大きさの無い点(特異点)ではありません。
この宇宙の最大の密度はプランク距離立方(プランク体積)にプランク質量があるプランク密度です。ですから、ブラックホールと言えどもプランク密度より高密度になることはありません。
では、ブラックホールの密度と大きさを考察します。
恒星は自己重力が強いのですが、核融合反応による爆発力により、双方の力が釣り合い一定の大きさを保っています。
しかし、核融合反応が終わると自己重力のみとなります。質量が太陽の約30倍以上ある星の場合、自己重力により核が収縮(重力崩壊)を続けます。つまり、自分自身の中に落下し続けます。この様にして、非常に小さいけれども巨大質量を持つブラックホールが出来上がります。
太陽の質量は、(1.9891×10^30)㎏ですから、太陽の30倍の恒星の質量は(5.9673×10^31)㎏です。この様に、ブラックホールは無限大の質量を持つ訳ではありません。
では、どこまで重力崩壊を続けるのでしょうか。太陽の30倍の質量が全てブラックホールになった場合を想定して、そのブラックホールの大きさと密度を求めて見ます。
超ひも理論では、物質を構成する基本粒子は、1本の超ひもの振動として表現されます。
1本の超ひもの長さはプランク長Lp(1.616229×10^-35)mです。その上を振動が光速c(2.99792458×10^8)m/sで伝わります。1本の超ひもの端から端まで振動が伝わる速さがプランク時間Tp(5.39116×10^-44)sです。従って、
①c=Lp/Tp=(1.616229×10^-35)m÷(5.39116×10^-44)s=(2.99792458×10^8)m/s
です。
また、1本の超ひもの振動数が多くなるほど質量が増えエネルギーが増します。そして、最短時間であるプランク時間に1回振動する超ひもが最も重く最もエネルギーが多くなります。この時の振動回数は、(1/Tp)回/秒です。
そして、
1本の超ひものエネルギー=換算プランク定数hバー(1.054364×10^-34)Js×1秒間の振動数
です。従って、
最大振動数の1本の超ひものエネルギーE=hバー/Tp=(1.956150×10^9)J
です。これをプランクエネルギーEpと言います。「E=mc^2」なので、
最も重い1つの粒子の質量=プランクエネルギーEp÷c2=( 2.17647×10^-8) Kg
です。これをプランク質量Mpと言います。
最も重い粒子が接し合い、ぎゅうぎゅう詰めになった状態が最も高い密度です。1辺がプランク距離の立方体(プランク体積)の中にプランク質量Mpがあるので、
最も高い密度=プランク質量Mp÷プランク体積=( 2.17647×10^-8) Kg÷(1.616229×10^-35m)3=(5.157468×10^96)㎏/m3
です。これをプランク密度と言います。
太陽の30倍の質量の物質も、プランク密度まで小さくなります。ですから
ブラックホールの体積=太陽の30倍の質量÷プランク密度=(5.9673×10^31)㎏÷(5.157468×10^96)㎏/m3=(3.856737×10^-67)立米
です。この体積の球体の半径rを求めて見ましょう。球の体積V=(4/3)πr3なので、
ブラックホールの半径r=[3]√{V×(3/4)π}= r=[3]√{(3.856737×10^-67)立米×(3/4)π}=(4.515548×10^-23)m
です。
この様に太陽の30倍の質量を持つ恒星がブラックホールになった場合、その重さは(5.9673×10^31)㎏で、その大きさは半径(4.515548×10^-23)mの球体です。
詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://catbirdtt.web.fc2.com/burakkuhorunosikumi …
No.5
- 回答日時:
ブラックホールが「穴」なのか?というのがまず謎です。
なぜブラックホールと言われているかというと余りの重力に「光」
も吸い込まれてしまうので、その周囲で星などの光が「見えない」ので
黒い穴に見えるという事からです。
つまり、見た目から「穴」と呼ばれているわけです。
またブラックホール自体の成り立ち、中心部は巨大な恒星などが寿命を迎えて
自分の重力に負けて崩壊して中心に向かって圧縮していくことによって「無限」といって
良いほど極小の物質となり、「大きさ」は変わっても「質量」は変わらないので極小なのに
高引力(重力)の物体となって周囲のすべて(光さえ)引き寄せるようになったもの…では
ないかといわれています。吸い寄せれば吸い寄せるほどさらに質量は大きくなり、さらに圧縮
されていきます。
では無限に吸い込まれて、吸い込まれたものはどこにも行かないのか?
その辺からも放出される何か、出口のようなものがあるんじゃないか?という説も
あるようです。
しかし、それに賭けて向こう側を目指して飛びこむのはお奨めできませんw
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