全くの素人です。
星に関する本を読んでいて疑問に思ったことがあるのですが、教えて下さい。

太陽より数十倍もの質量を持つ恒星は、晩年期に超新星爆発を起こし、ブラックホールを形成すると、説明されています。

ブラックホールとは恒星が爆縮を起こして形成されたなんらかのコア(縮小しきれなかった星は中性子星ですよね?)からの重力の影響範囲の一部であって、光すら脱出できない部分のことですよね?

では、ブラックホール程の重力を形成するに至ったコアの部分は理論的にはどれ位の大きさなんでしょうか?(観測できないからブラックホールなんでしょうし、理論で結構です)
また、どんどん縮小していって今の科学理論が追いつかなくなってしまう部分からを特異点と理解しているのですが、どれくらいの大きさからなのでしょうか?

私の頭では無限大に小さくしてしまうと物体そのものが完全に消えてしまい、ブラックホールそのものもないじゃん!ってことになってしまうものですから。。。

私の理解で間違っている部分の指摘も宜しくお願いします。

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A 回答 (8件)

特異点など「解」が得られない部分が存在する以上、理論じゃ無いと思う罰当たり者です。


数学の世界では、ポアンカレ予想のように「後一歩!」に見えた天才数学者達の想像を絶する方法で「解」を得る論理方程式出して来て、「解が得られちゃった・・」事も有りますので、まずは相対性理論+特殊相対性理論が本当に正しいのか?を検討しなければ解決まで至らないかと思います。

スーパーコンピューター駆使してバリバリ検証させちゃっている偉い物理学者様達でもまだ解」を得るまで「後一歩!!」みたいなので、相対性理論が全部転覆するという大ハプニングが起きる可能性さえ有ります。
まだまだ、今後の検証や新しい側面からの研究を待つ必要が有るかと思います。
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 ブラックホールという天体の概念はシュバルツシルトがアインシュタインの重力場の方程式を半径ゼロに質量が集中した質点(=数学的にいうと特異点)を仮定して解いたことに始まります。

というのもアインシュタインの重力場の方程式は数学的に解くのが難解で質量に半径を持たせると解けなかったからです。ゼロが特異点といわれるゆえんで重力はおのずと無限大となり数学的には発散します。よって脱出速度は光速を超えて何もそこからは出てこれないというブラックホールの考え方生まれました。実際には重力無限大なんてありえませんので実際にはその質量集中度合が増すと重力はこれに比例して強くなりブラックホールになり得ると考えられています。このブラックホールの大きさはその質量により脱出速度が光速を超える半径(シュバルツシルド半径=時空の地平線)で
r=2GM/C^2 G:重力定数 M:質量 C:光速
ちなみに地球の質量であれば半径1cmとなります。言い換えれば地球が半径1CM以内に収縮できればブラックホールになり得るとなるわけです。アインシュタインの一般相対性理論によれば質量を持った物質を光速で運動させる為には無限大のエネルギーが必要となる為(だから光子に質量は与えられていません)この半径内は実質重力無限大といえます。これが宇宙物理学上一般的な特異点問題です。
 しかしこのような質量の集中が実際に起こるかどうかはわかりませんでした。しかし天体の進化の過程で起こる可能性があることがわかってきました。太陽の6倍以上の質量のある天体は自らの重力え自らを圧縮内部加熱をして核融合を進め(質量により内部の温度は決まり核融合がどこで止まるか決まります。太陽は水素がヘリウムになる時点で止まります。)最後は超新星爆発を起こします。ここで外層が飛び散った後中心に中性子からなる非常に密度の高い星が残る場合がありますます。これが中性子星でその質量が太陽の2倍あれば安定して存在し得るといわれています。この質量がかなり大きい場合は自らの重力で量子力学的に重力崩壊を支えきれずに果てしなく収縮してシュバルツシルト半径を形成しそうだと考えられています。
 量子力学的に考えれば質量とエネルギーは等価でただ単に形を変えたものですので中性子もクオークに崩壊このクオークも崩壊してエネルギーにこのエネルギーがみちみちているような想像を絶する世界です。とてつもない高エネルギーですので未知の粒子の形をしているかも知れません。以上あくまで理論的な話でブラックホールは観測できませんし/こんな高エネルギー状態の実験もできませんので真偽はいまだ謎です。
 

参考URL:http://www3.osk.3web.ne.jp
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ttstさんがお書きになられた、事象の地平線(シュバルツシルト半径)は


ブラックホールの「大きさ」の一つの指標です。

事象の地平線に入り込んだ光は、そこから抜け出る事が出来ません。
我々が物を見る時には、下記の2種類の見方があります。
1、その物が光っていて、その光を見る。
2、その物に他からの光が当たり、その光が反射した物を見る。
項2を拡張すると、真っ黒な物の後ろに光があって、その真っ黒な物が光を遮って影となって見える事も言えます。
ブラックホールはまさにこの状態です。 (厳密では無いですが)この時の「影」の大きさが
ブラックホールの大きさ(の定義の一つ)と言えます。
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すいません、補足です。


重力はその中心点からの距離の2乗で弱くなります。したがって、私達の太陽をりんごの大きさまで圧縮しても、太陽と地球の距離が変わらない限り地球は、太陽ブラックホールの周りを1年で一周し続けます。りんごの大きさの太陽ブラックホールに近づいて行けば行くほど重力が強くなりある所を境にして、脱出速度が光速を超えます。このある所は、球面上にあって、これを事象の地平面といいます。
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私達の太陽をりんご程度の大きさまで圧縮するとブラックホールになります。


この場合のブラックホールは、りんごぐらいの大きさですね。
 重力の物をひきつける作用を引力と言いますが、この引力からのがれるためには、重力の方向に対して直角(正確にはベクトルですが)に直線運動すればよいのです。私達の地球の引力からのがれて宇宙へとびたすためには、秒速8kmぐらいのスピードが必要です。これを、脱出速度といいますが、この脱出速度が光の速さを超えてしまうような天体をブラックホールといいます。脱出速度を決めるのは、引力の強さ、つまり重力ですね、重力というのは、重さのことです。したがって、理論的には、脱出速度が光速を超えるようなすごく重い天体であれば、それが土でできていようが、水でできていようがブラックホールです。ただ、そんなに重くなると重力崩壊といって全ての原子核の周りにある電子がすさまじい重力によって原子核の中の陽子に押し込められてしまい全ての原子核は中性子になってしまうのですね、だから、プラックホールは中性子だけでできていてます。そして、中性子だけになってしまうと重力崩壊は、止まります。もうこれ以上圧縮できないところがあるわけです、そこまで行ったら、その中性子星の大きさが確定します。そして、その中性子星の脱出速度が光速を超えるほど重ければブラックホールとなる訳ですね。
 無限大に小さいのではなく大きさは確定できます。重力が無限大になる可能性をもっているから特異点といわれている訳です。
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以前、私が見たところを下記に紹介します。

具体的な大きさまでは載っていないようですね。すみません。

これに対して、下記のようなものもあります。
http://www3.osk.3web.ne.jp/~redshift/th1.html
ご参考になれば幸いです。

参考URL:http://www.st.rim.or.jp/~naot/death.html
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#専門家ではないので間違ってるかもです



ブラックホールはその重力の強さで周囲の空間自体を捻じ曲げてしまいます。
ここで問題になってくるのは「大きさ」すなわち「長さ」は何を基準に決めるか?という事になってきます。
我々が住む通常空間においては光速を元に決定されているわけですが、そうすると光すら脱出不可能=光が進めない=距離は存在しない という事が成り立ってしまうわけですよね?
ブラックホールは無限に「潰れて」いるわけですから大きさは当然0、という事になりますが、周囲の空間の曲率は無限に大きくなり、且つ光も進めない=距離も無いという事になるのではないでしょうか?
そうすると物差しが無いため、大きさは当然測れない、という事になると思います。

#私の適当な回答よりも識者の方がちゃんとした解答をつけてくれる事を求む(^^;
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私も一般人なので、詳しい人が訂正や補足をしてくれると期待して。

。。
中性子星って、巨大な重力に原子が押しつぶされて、原子核に電子が取り込まれちゃって中性子になった物質でできた星ですよね。ある重力ではそこで安定するんでしょうが、もっと大きい重力では、中性子だけになった物質も更に押しつぶされて行くということだと思います。こうなっちゃうと、もう重力に抗う力は何もなくて、無限に小さくなる、これがブラックホールって思ってます。従って、感覚的には、何も無いような所に巨大な重力だけが存在する、って感じでしょうか。だから大きさって無いんじゃないですか?
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Qブラックホールは光ってるんでしょうか?

自分は素人です。

銀河の中心には大質量ブラックホールがあると言われていますよね。

いろんな銀河の画像を見ていたのですが、銀河の中心あたりって光っていませんか?

大質量ブラックホール(元恒星?)自体は光ってるわけじゃないですよね?

ブラックホールは活発に活動していると光るんでしょうか?
何か別のものが光っていて、ブラックホールはその中心にあるのでしょうか?

Aベストアンサー

 ブラックホール自体からとしては、ホーキング輻射という電磁波(可視光を含む)が発せられていますが、これはブラックホールの質量が大きいほど弱く、恒星から出来るブラックホールですと、あまりに弱すぎては観測できません。

 現実にブラックホール探しが行われ、その候補とされるものが幾つも見つかっていますが、これは主に目には見えないX線観測によります(私たちがよく見るブラックホール画像は、X線を可視化した画像補正があるでしょうね)。

 このX線は、ブラックホールが持つ降着円盤と宇宙ジェットから発せられています。どちらも非常に高温です。高温なほど出す電磁波の波長は短くなります。あまりにも高温だと、可視光を超えてしまい、目には見えなくなります。

 ブラックホールは強い重力があり、高速で回転しています。

 もしたとえば、ブラックホールが普通の恒星との連星で、ブラックホールの伴星(連星のもう一方の星)が赤色巨星であったりすると、赤色巨星からどんどん物質がブラックホールに流れ込んで行きます。

 その流れ込む物質は、ブラックホールの重力に引かれながら、さらにブラックホールの回転に合わせて、渦を作りながらブラックホールに落ち込んで行きます。

 それは、高密度・高圧になります。落ち込んでいく物質同士の衝突もあります。このため非常に高温になり、X線を発するようになります。

 また、渦巻きながら落ち込む物質が大量になると、あまりにも高圧になるため、ブラックホールに落ち込まずに、ブラックホールの自転軸の方向に激しく噴き出します。これが宇宙ジェットで、これも高温のため、X線を発しています。

 この二つのX線が観測され、そのもとになるものがブラックホールだと考えられているわけです。もちろん連星だけが、降着円盤や宇宙ジェットの条件ではありません。何であれ、ブラックホールに落ち込んでいく物質が大量にあればいいわけです。

 発せられるのが主にX線とはいえ、降着円盤も外側ほど、宇宙ジェットも離れて行くほど、低温になって行きます。そうすると、発する電磁波も、紫外線、可視光、赤外線、マイクロ波等の電波と、波長が長くなって行きます。

 こうしたものも、補助的に降着円盤や宇宙ジェットの観測に用いているでしょうね。

 ブラックホール自体からとしては、ホーキング輻射という電磁波(可視光を含む)が発せられていますが、これはブラックホールの質量が大きいほど弱く、恒星から出来るブラックホールですと、あまりに弱すぎては観測できません。

 現実にブラックホール探しが行われ、その候補とされるものが幾つも見つかっていますが、これは主に目には見えないX線観測によります(私たちがよく見るブラックホール画像は、X線を可視化した画像補正があるでしょうね)。

 このX線は、ブラックホールが持つ降着円盤と宇宙ジェッ...続きを読む

Qv1248星のように太陽の1650万倍ある恒星は自重でブラックホールにならない訳は?

v1248星のように太陽の1650万倍ある恒星は自重でブラックホールにならない訳は?

Aベストアンサー

大きさとか密度では無く、絶対質量が重要。
直径1650万倍でもスカスカならブラックホールにならない。

太陽系位の直径が有れば、空気の密度でブラックホールになる。

半径=2gM/C² のところが事象の地平線になる。
g:万有引力定数
M:質量
C:光速度

Qブラックホールが誕生してから

最近ブラックホールについていろいろ調べています。
ブラックホールが誕生する仕組みについては何となく理解できたのですが、ブラックホールが誕生してその後、ブラックホールの質量は増え続けるのかそれとも収縮するのかがよくわかりません。
そして、最終的にブラックホールはどのようにして終わりを迎えるのでしょうか。爆発とか自然消滅とかを目にするのですが、まだよくわかっていないのですか?

Aベストアンサー

> ブラックホールが誕生してその後、ブラックホールの質量は増え続けるのかそれとも収縮するのかがよくわかりません。

ブラックホールにある質量の物質が吸い込まれると、ブラックホールの質量はその物質の分だけ増加します。また、ブラックホールに何も吸い込まれないと、ブラックホール輻射の分だけ質量は増加します。

> 最終的にブラックホールはどのようにして終わりを迎えるのでしょうか。

ホーキング博士のブラックホール理論によれば、最終的には全てのブラックホールはブラックホール輻射によってエネルギーを失い、蒸発することになっています。要するに、吸い込むことが出来る物質が周りにあるうちは、大きなブラックホールはどんどんと肥えていきますが、いずれ吸い込むものを全て吸い込んでしまうと、輻射によってエネルギーを失い始め、最終的には全てのエネルギーを絞り尽くして蒸発する、という訳です。

もっとも、巨大ブラックホールが蒸発するのは遙か先のこと(周りに吸い込むものがある限りブラックホールは成長していく)ですので、マイクロサイズのブラックホールを除けば、蒸発するというのは理論上のことと思っていても良さそうです。

> ブラックホールが誕生してその後、ブラックホールの質量は増え続けるのかそれとも収縮するのかがよくわかりません。

ブラックホールにある質量の物質が吸い込まれると、ブラックホールの質量はその物質の分だけ増加します。また、ブラックホールに何も吸い込まれないと、ブラックホール輻射の分だけ質量は増加します。

> 最終的にブラックホールはどのようにして終わりを迎えるのでしょうか。

ホーキング博士のブラックホール理論によれば、最終的には全てのブラックホールはブラックホール輻射によっ...続きを読む

Qブラックホールは時空が別のところと繋がってるんだっけ?それとも重力が強すぎて跡形もなくなるんだっけ?

ブラックホールは時空が別のところと繋がってるんだっけ?それとも重力が強すぎて跡形もなくなるんだっけ?

Aベストアンサー

事象の地平線てやつでしたっけ。向こう側は知りようが無い境界。
どこかへ繋がってるとしても、人が生身で通ろうとすれば重力でバラバラになるとか。
それをすこし離れた所から見ると、強い重力によって時間の進み方が遅くなり、止まってるように見えるとか、確かそんなんだったような・・・

Qホーキング放射でなぜブラックホールはエネルギーを失うのか?

物理素人です。

ホーキング放射は、ブラックホール事象の平面近くで対生成が生じた際、片方の粒子がブラックホールに落ち、もう片方が放射される(熱放射)、という理解をしています。この放射により、ブラックホールはエネルギーを失っていくと。

ここで生じる疑問が、なぜブラックホールの外に放射された熱が、ブラックホールのエネルギーとして放射されるのでしょうか?対生成はブラックホールのエネルギーで生じるのでしょうか?それとも、ブラックホールに落ちた粒子が負のエネルギー(あり得る?)として働くのでしょうか?

どなたかお詳しい方、どうかご教示お願いいたします。

Aベストアンサー

通常、エネルギーは正の値しか取れません。不確定性原理に反しない短い時間、真空からいわばエネルギーを借りて対生成が起き、対消滅によってエネルギーを返すわけです。それが、真空の安定性を保証し、勝手に物質が作られたり、消滅したりしないこの世の安定性を担保しています。

ブラックホールでは、事象の地平線で時間が止まり、時間方向の保存量であるエネルギーが、ブラックホール内でマイナスの値を取れるようになる。エネルギーがマイナスの値を取れれば、もはや対生成を起こすために真空から借りたエネルギーを返すために、地平線の外の物質と対消滅しなくても、エネルギー保存の法則が保たれる。結果、負のエネルギーにより、ブラックホール内部のエネルギーは減り、地平線外に残された粒子は正のエネルギーを得て、飛び出していく・・・。

Q重力波は何故ブラックホールから出られるのですか?

その強力な重力波によってあらゆる物を引き込むと言われるブラックホール。
もっとも早く移動できる光さえも例外ではなく、そのために巨大でありながら真っ暗なのだといいます。
ところで、重力波の伝播スピードは光速以上ではないとききました。
であれば、光が引き込まれてしまうブラックホールでは、重力波も引き込まれてしまうのでしょうか?
重力波もブラックホールに引き込まれてしまうなら、重力波が周囲に伝播できない事になり、周囲にある光も引き込まれないですよね?
ということは、「全てのもの」と言っても重力波だけは例外なのでしょうか?
「重力波は重力波の影響を受けないのでしょうか?」
以上よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

すいません。長いです。
そのことに、よく気が付かれましたね。
ネットを探してみましたが、明確な回答は見つけられませんでした。 実に興味深い質問だと思います。

他の方が仰っておられるように、質量がもたらす空間の歪みを、について、人間が理解しやすいように宇宙空間を、薄いゴム膜のような2次元平面に例え、空間の歪みの度合いを膜の歪み(窪み)として表現する手法がよくあります。

ここへ、天体を重い金属球に例えて置けば、球の質量が大きければ、実験環境にある地球の引力によって、膜は大きく深く窪みます。

これは、質量が作る空間の歪みの強さ=重力を、ゴム膜面の窪みの深さとして表したものです。(実際に空間が凹んでいる、というのとはちょっと違います。実際には、同じ体積なのにより縮んで濃くなっている、というのが正しい表現かも。)

この、言わば「ゴム膜宇宙モデル」において、重力波とブラックホールとは何かを考え直してみましょう。

重力波とは、これも他の方が仰っておられるように、重力そのもののことではなく、天体などの質量の変化により重力の強さが変化した際、それが空間へ波動として伝播していく現象のことです。
それは、比較的最近、その存在を示す証拠が見つかりました。

前述のゴム膜宇宙モデルについて、ゴム膜が1m四方程度であれば窪みの変化は瞬時に伝わり人には認識し辛いかもしれません。
しかし、これが体育館ほどもあれば、窪みを新たに作ったりより深くすると、それはまさに「重力の強さの変化」を示しており、変化はざーっと四方へ向け波として伝わっていくのが視認できるでしょう。
その波がまさに重力波を示すのであって、そして、波が全体に伝わり切った後は、ゴム膜全体の傾きの変化は、新しい窪みの角度に修正されます。

この体育館サイズのゴム膜宇宙の中心に、非常に重い星が作る深い窪みがあったとします。
また、膜の上における光速度は、例えば秒速3m程度であると仮定します(ここでは、摩擦による速度の減衰は無視します)。

ここで、今、光子1つを表すパチンコ玉1個をゴム膜面に走らせます。
球の速度は、例えば最大毎秒3mなのですが、窪みが深ければ深い程、この窪みにパチンコ玉がさしかかった時、大きく経路が曲げられますが、遠心力で窪みに捕まることなく再び遠ざかります。
中には、窪みの中心にうんと近付いてしまい、数回回転してからどうにか逃げ去るものもあるかもしれません。
そして、窪みの中心から一定の半径以下にパチンコ玉が近付いた場合、その全てが飲みこまれてしまう領域が必ずあります。
そしてこの領域は、窪みの深さに応じて広がっていきます。
この領域の半径を、シュバルツシルト半径といい、この半径を持つ実際の宇宙における球面がシュバルツシルト面、そしてその内側の領域が、ブラックホールを表します。
この領域にパチンコ玉(光)がひとたび入ってしまえば、もう、二度と再び外へ戻る術はないのです。

ここで注目して頂きたいのは、シュバルツシルト半径の描く円(実際は球)があったとしても、ゴム膜の面は不連続にはなっていない、ということです。
確かに、計算上は、シュバルツシルト面に達すると、相対性理論の計算上、時間が止まると考えられますが、質は、激しく潰され圧縮されるものの、質量としては存在したまま、永劫の時間を掛けてゆっくりとシュバルツシルト面を通過し、飲み込まれます。
そしてブラックホールはその分重くなり、それに応じてシュバルツシルト面の半径を広げ大きくなり、その変化は重力波として周囲へ伝播する、ということで矛盾はしないと思います。

もし、重力波がシュバルツシルト面を通過できないのなら、重力が増大した現象が外部には伝播できないことになり、ブラックホールはいくら物質を飲み込んでも、最初に出来上がった時と大きさが変わらない、ということになるでしょう。
しかし、我が銀河系の中心には太陽質量の3,600万倍という巨大なブラックホールが存在すると推定されていますし、観測上、最も大きなものは、太陽質量の180億倍というものさえあります。
これらは、ブラックホールが物質を飲み込み続けて大きく成長する可能性を示唆しています。
もし、銀河同士が合体する場合、その中心を担っていた互いのブラックホールもついには合体し、シュバルツシルト半径を一気に大きくしていった歴史の証拠といっていいでしょう。
ブラックホールが物質を飲み込んだ入り合体したりして成長することそのものが、重力波がシュバルツシルト面を通過して伝播できることの、間接的な証明になっていると考えます。

すいません。長いです。
そのことに、よく気が付かれましたね。
ネットを探してみましたが、明確な回答は見つけられませんでした。 実に興味深い質問だと思います。

他の方が仰っておられるように、質量がもたらす空間の歪みを、について、人間が理解しやすいように宇宙空間を、薄いゴム膜のような2次元平面に例え、空間の歪みの度合いを膜の歪み(窪み)として表現する手法がよくあります。

ここへ、天体を重い金属球に例えて置けば、球の質量が大きければ、実験環境にある地球の引力によって、膜は大きく深...続きを読む

Qブラックホールの温度を上げることができるか?

ブラックホールについて質問です。
ブラックホールはホーキング放射により質量に応じたエネルギーを発散しながら次第にエネルギーを失っていき、最後には消滅するとホーキングの本より読みました。

問い1:それでは何らかの外的要因でブラックホールの温度を上げることは可能でしょうか? 例えばブラックホール太陽クラスの星を取り込ませた場合、ブラックホール質量を上げてしまうため逆に放出される温度は下がると考えられます。
問い2:また、ブラックホールの消滅を早めることは可能でしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

> ブラックホールはホーキング放射により質量に応じたエネルギーを
> 発散しながら次第にエネルギーを失っていき、最後には消滅すると
> ホーキングの本より読みました。
ミニブラックホールの蒸発のことですよね。
確かその後の研究により、間違っているとの指摘があり、取り消されたとの記事を読んだ記憶もあるんですが・・・最近読んだ科学雑誌newtonにはブラックホールの消滅が載っていたから、一部変更だったのかな~。

それは置いといて、ホーキングが唱えたブラックホールの蒸発には、事象の地平線近くでの素粒子「対生成」が必要です。
http://www.geocities.co.jp/Playtown-Denei/1808/jouhatu.html
http://www.lares.dti.ne.jp/~s-miyabi/science/tales5.html

ですので、
問い1の方法は適用できないと考えます。
問い2は事象の地平線近くで素粒子の対生成が頻繁に発生するよう、粒子加速器(サイクロトロンやシンクロトロン)を設置する事できれば可能なのかもしれません。

> ブラックホールはホーキング放射により質量に応じたエネルギーを
> 発散しながら次第にエネルギーを失っていき、最後には消滅すると
> ホーキングの本より読みました。
ミニブラックホールの蒸発のことですよね。
確かその後の研究により、間違っているとの指摘があり、取り消されたとの記事を読んだ記憶もあるんですが・・・最近読んだ科学雑誌newtonにはブラックホールの消滅が載っていたから、一部変更だったのかな~。

それは置いといて、ホーキングが唱えたブラックホールの蒸発には、事象の...続きを読む

Q星(太陽以外の恒星)はどうして五角形(星型)なのか?

子供の絵や漫画、アニメ等で星を描くと五角形ですよね
恒星(普通の星)だけでなく流星まで星型ですよね
実際は円形なのに(流星は棒状)
なぜ星は五角形の星型なのですか?
天文学にルーツがあるのですか?
(大昔の天文学者が五角形に感じたとか)

Aベストアンサー

太陽と月は勿論のこと、惑星の金星や火星、木星も土星も、肉眼で大きさを感じることができます。
それに対して、遠くにある恒星は、太陽より大きな星もありますが、遠過ぎて人間の肉眼では大きさを感じられず「点」になります。その光は、地球の大気の影響を受けて、星が瞬いて見えたりします。
ですので、No.1の方のおっしゃる通り、明るく光る恒星は、星の光が中心から放射状に広がって感じられ、それを星印に例えたのだと思います。
五角形になったのは、一筆書きで書けるというのも理由の一つではないでしょうか?

Qブラックホールの弱点はないのでしょうか?

ブラックホールの弱点はないのでしょうか?

全てを飲み込むとされているブラックホールについてなのですが、
ブラックホールで吸い込めないものはあるのでしょうか?またブラックホールに吸い込まれたものが
再び戻ってくるといったことは今までに1度もないのでしょうか?
また実際にブラックホールにはどのくらいの距離から吸い込まれてしまうのでしょうか?
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

>ブラックホールで吸い込めないものはあるのでしょうか?

 ブラックホールも離れた所から見ると、同じ質量(重さ)の普通の星と、重力の強さは同じです。
 ですから、ブラックホールに近づく軌道を採らない物体は吸い込まれる事はありません。


>ブラックホールに吸い込まれたものが
再び戻ってくるといったことは今までに1度もないのでしょうか?

 理論的には、ブラックホールに吸い込まれたものを吐き出す、ホワイトホールという時空の穴が存在すると言われる事もありますが、現実にはブラックホールと考えられる天体が多数見つかっているのに対して、ホワイトホールらしきものが発見された事はありませんし、ホワイトホールは実在しないとする説もあります。
 尚、もし、ホワイトホールが実在したとしても、ブラックホールに吸い込まれた宇宙船等がそのままの形で、ホワイトホールから出て来る訳では無く、宇宙船等を構成していた素粒子が、バラバラとなって出て来る可能性が高いと思います。

【参考URL】
 ホワイトホール - Wikipedia  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9B%E3%83%AF%E3%82%A4%E3%83%88%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%AB

 回転するブラックホールの周囲にある、エルゴ領域と呼ばれる領域であれば、入った後に出て来る事も可能と考えられています。
 尤も、厳密にはブラックホールに吸い込まれたとは言えませんし、普通サイズのブラックホールの場合は、エルゴ領域まで近づいた物体は、素粒子レベルまでバラバラにされてしまうと考えられています。

【参考URL】
 エルゴ球 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%AB%E3%82%B4%E7%90%83

 ブラックホールから素粒子が出て来る様に見えるホーキング放射と呼ばれる現象が存在すると理論的には考えられています。
 これは厳密には、吸い込まれたものが出て来る訳では無く、ブラックホールのすぐ外で、ブラックホールの超強力な重力によって生み出された素粒子(の一部)が、ブラックホールから離れる方向に飛び出したものです。
 しかし、その素粒子を生み出すためのエネルギー源はブラックホールの質量であり、素粒子を生み出すために消費されたエネルギーの分、ブラックホールの質量は軽くなります。
 ブラックホールの質量は、ブラックホールに吸い込まれたものの質量が元になっていますから、エネルギー的に見ますと、ブラックホールに吸い込まれたものが出て来たと見做す事も出来るかも知れません。

【参考URL】
 ホーキング放射 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%82%AD%E3%83%B3%E3%82%B0%E8%BC%BB%E5%B0%84

>ブラックホールで吸い込めないものはあるのでしょうか?

 ブラックホールも離れた所から見ると、同じ質量(重さ)の普通の星と、重力の強さは同じです。
 ですから、ブラックホールに近づく軌道を採らない物体は吸い込まれる事はありません。


>ブラックホールに吸い込まれたものが
再び戻ってくるといったことは今までに1度もないのでしょうか?

 理論的には、ブラックホールに吸い込まれたものを吐き出す、ホワイトホールという時空の穴が存在すると言われる事もありますが、現実にはブラック...続きを読む

Q[素朴な疑問]ブラックホールと重力相互作用の量子論的解釈について

素朴な疑問です。

・二つの物体の間に引力は、他の3つの力と同様に、二つの物体の間で重力を媒介する重力子のやりとりが行われることにより発生する。
・重力子の移動(伝達?)速度は光速である。

ここで疑問なのですが
ブラックホールは脱出速度が光速を超える為に光すら脱出できないといわれます。
では、同じ光速で移動する重力子も脱出できないのではないでしょうか?

でも事象の地平線の外でもブラックホールの重力による相互作用はありますよね?

このあたり平易に解説いただけると嬉しいです。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

重力をになっているのが重力子であれば、
重力子は重力の影響は受けません。
重力場の量子化が重力子(イコール)なのですから。


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