X JAPAN×HYDE!林檎×エレカシ宮本!今秋のまさかの共演9選

ブラックホールに星が飲み込まれた瞬間の動画を見ました。
天体のことは何も知らないので、小学館の図鑑などを読んで、
ブラックホールについて調べてみたのですが、よくわかりません。
そんな素人の頭で考えてみたのですが、いくつか質問させてください。

(1) ブラックホールは太陽よりも質量の大きな星が、「重力崩壊」を起こしてできるそうですが、
  重力崩壊でその星が内部に向かって収縮していき、宇宙空間のある一点に、
  光も抜け出せないほどの、ものすごい重力が集まった場所ができるという意味ですか?     

  ブラックホールは「黒い穴」という意味ですが、
  「穴」はふつう平面に、ある方向を向いて開いているので、
  宇宙空間に「穴」があるといわれても、あまりよくイメージできないのです。

  他にも、座布団の上に重たい物を置くとまわりが沈み込むように、
  宇宙空間が重力で歪められるという説明もありますが、
  座布団だって平面なので、宇宙空間には通用しないと思うのですが。
  そんな風に空間が歪むとしたら、宇宙では一方向にだけ歪むのではないと思いますし、   
  宇宙のどこか一点を囲む、ものすごい重力で歪められた無数の面の行きつく先が
  ブラックホールかもしれないと思うのですがどうなのでしょうか。

  私としては、ブラックホールとは「穴」というよりも、宇宙空間にある、
  時間も空間も歪めてしまう物凄い重力の集中した「点」のようにしか想像できないんです。
  素人の考えです。間違いを指摘していただけないでしょうか?

(2) ブラックホールの想像図といえば、巨大なガスの円盤が中心に向かって渦をまき、
  中心から回転軸の両方向にジェットが噴射している絵だと思いますが、この円盤についてです。
  
  何でできているのですか? バラバラになった星のカケラやガスでしょうか?
  どちらの方向にまわっているのですか? 大きさや温度はどのくらいになりますか?
  
  この円盤はイメージ図では色つきで描かれますが、可視光で観測されるのですか? 
  写真などは、X線で撮影したものに色をつけたのだと思っていたのですが・・・?
 
  また、円盤というのは多少ふくらみがあるけれど平盤なものだと思うのですが、
  この円盤はブラックホールのどの面にできるのですか? 
  ブラッホールの回転軸とは垂直の方向でしょうか?

  このように円盤を形成しながら中心に落ちてゆくなら「穴」のイメージになりますが、    
  この円盤は、すでに「事象の地平面」の内側になっているのでしょうか?
  それとも円盤のなかのどこかに、「事象の地平面」があるのでしょうか?  
  (「事象の地平面」といのはどういうものか、まったくイメージできませんが・・・)

(3) 星を飲み込むブラックホールの動画ですが・・・ 
   http://www.gizmodo.jp/2011/08/nasajaxa.html?__fr …
   恒星がブラックホールによって破壊され、吸い込まれるのは、
   この映像のようにあっという間なのですか?
   それとも、ある程度の時間がかかるのでしょうか? 
    
宇宙には興味があるのですが難しくて分かりません。
ただ「いつか地球が飲み込まれる」という恐怖のイメージだけを持っているのも
おかしいと思ったので、恥を忍んで質問させていただきました。
ご教示、よろしくお願いいたします。

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A 回答 (14件中1~10件)

 念のために申しあげますが、ANo.3において、



>重力とは時空の歪みそのものであり、

と述べましたのは、重力が「歪んだ時空の効果による見かけ上の力」である事を強調するための一文であると同時に、後に続く

>重力が存在する事によって、空間が歪む訳ではありません。

という事の理由を説明するための一文です。
 厳密に言いますと、
「重力が存在する事によって生じる現象とは、時空が歪んでいる事によって生じる現象そのものであり、」
とした方が良いのかも知れませんが、これでは「重力が歪んだ時空の効果による見かけ上の力」である事を強調する効果が薄れるため、あえて「重力とは時空の歪みそのもの」という表現をしております。


 さて、話を本来の質問に対する回答に戻しまして…

>この円盤は、すでに「事象の地平面」の内側になっているのでしょうか?
>それとも円盤のなかのどこかに、「事象の地平面」があるのでしょうか?

 前述しました様に、事象の地平面よりも内側で起きた事は、事象の地平面の外側からは見る事が出来ません。
 ですから、降着円盤は事象の地平面よりも外側に形成されている事が判ります。
 例えブラックホールであっても、シュヴァルツシルト半径の何倍も離れた所に及ぼす重力的な効果は、基本的には通常の天体と殆ど同じです。
 恒星の周囲を惑星が回る様に、重力を持った天体(ブラックホールではない場合も多数あります)の周囲をガスを始めとする物質の流れが回るのが、降着円盤です。
 真空の宇宙では空気抵抗が無いため、重力源の天体からはるか遠くに離れた所から、小天体や宇宙船等の物体が、天体の重力に引かれて落ちて来た際には、何かと衝突しない限りは、落ちて来た物体は、最初に落下して来た時と同じ速度で、再び別の方向のはるか遠くに向かって飛び去ってしまうのですが、落下したものがガスの流れの場合には、ガス同士の摩擦等によりエネルギーを失うため、ガスの一部は飛び去る事なく重力源の天体の周囲を回り始めます。
 これが降着円盤です。

【参考URL】
 降着円盤 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%99%8D%E7%9D%80% …

 降着円盤/Accretion Disk
  http://quasar.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/~fukue/DISK/ …

 降着円盤内のガスは摩擦によってエネルギーを失い、次第に重力源に近い軌道へと落ちて行きます。
 ところが、ブラックホールの周りでは、相対論的な効果により、ブラックホールの中心からの距離が、シュヴァルツシルト半径の3倍よりも近い領域では、円軌道を描いてブラックホールの周囲を回る運動が、安定なものではなくなってしまうのです。
 そのため、シュヴァルツシルト半径の3倍にまで到達したガスは、ブラックホールの周囲を回り続ける事が出来なくなり、急速にブラックホールに向かって落ちて行きます。
 このため、ブラックホールの周りの降着円盤は、シュヴァルツシルト半径の3倍以内には存在せず、厚みの薄いドーナツの様な形となります。

【参考URL】
 宇宙科学研究所(ISAS) > レポート&コラム > ISASニュース > バックナンバー > 2002年 > 2002年2月号 > X線で探るブラックホールの素顔
  http://www.isas.jaxa.jp/ISASnews/No.251/chap3-03 …


>恒星がブラックホールによって破壊され、吸い込まれるのは、この映像のようにあっという間なのですか?
>それとも、ある程度の時間がかかるのでしょうか?

 一般相対性理論的な効果の一つに、重力場の中(つまり時空の歪みが存在する場所)では、重力が強い程、時間の流れが遅くなる事が知られています。(実験によって確認されています)
 ブラックホールの重力は極めて強いため、事象の地平面に近付くにつれて時間の流れは遅くなって行き、事象の地平面においては完全に時間が停止してしまいます。
 このため、ブラックホールから遠く離れた場所から見た場合には、落下する物質は、いつまでたっても事象の地平面に到達しない様に見えます。
 一方、落下する物体にとっては、シュヴァルツシルト半径の数倍以内では、極めて短時間の内にブラックホールの内部に落ちて行く事になります。
 この様な、立場の違いによって、時間の流れ方が異なるのが、相対性理論の特徴の一つです。

 尚、以下の参考URLのページに掲載されている記事に拠りますと、銀河の中心にある巨大ブラックホールに恒星が飲み込まれたと考えられる現象が観測された際に、強いX線が約10分間程、放射されるという現象が、数回観測されたそうです。
 これはおそらく、恒星がブラックホールの潮汐力によって引き裂かれて、数個の巨大なガスの塊に分解され、その各々のガス塊が、時間的な間隔を空けて降着円盤を形成したため、数回に分けてX線が放射されたのではないかと、私は推測します。
 ですから、この場合は、恒星が引き裂かれて出来た数個の塊の内の1個が、巨大ブラックホールの周囲で降着円盤を形成している時間は、10分程度であったという事になるのではないかと思います。
 或いは、そのブラックホールは半径が約2600万kmという巨大なものので、その周囲に出来る降着円盤もまた、巨大となるため、降着円盤の中で、最も地球に近い場所から放出されたX線が地球に到達する時刻と、最も地球から離れている場所から放出されたX線が地球に到達する時刻の間には、光が降着円盤の端から端までを横切るのに要する時間の分だけ、時間差が生じ、それが10分近くにもなっている、という可能性もあります。(もし、降着円盤の回転軸の方向から見た場合には、時間差は生じませんが)
 降着円盤を形成していたガスが、シュヴァルツシルト半径の3倍以内に達すると、ブラックホールの周りを回る事が出来ずに、ブラックホールに向かって落下して行きますから、先述の重力による時間の遅れによって、ガスが放出する電磁波の周波数が非常に低くなる(遠くから見ると電磁波の振動が遅くなっている様に見える)事と、単位時間内に放出される光子の個数が少なくなる(ガスの立場では同じペースで光子を放出していても、遠くから見るとそのペースが遅くなっている様に見える)事により、X線の放射は非常に弱くなります。
 つまり、この場合は、恒星が引き裂かれて出来た数個の塊の内の1個が、巨大ブラックホールの周囲で降着円盤を形成してから、その降着円盤を構成しているガスの殆どが、シュヴァルツシルト半径の3倍以内に到達するまでの時間が、約10分程度という事なのだと思います。
 そして、先述の様に、ブラックホールの間近では時間の流れが遅くなっているために、シュヴァルツシルト半径の3倍以内に到達し、降着円盤を形成しなくなったガスは、現在も事象の地平面の外側を落下中で、いつまで経っても事象の地平面には到達しないと思われます。
 尚、約10分という値は、あくまでも今回観測された事例における値であり、飲み込むブラックホルの質量や、飲み込まれる恒星の質量と密度、飲み込まれて行く際に恒星が描く軌道、等々の要因によって、降着円盤が継続する時間は大幅に変化するのは言うまでもありません。

【参考URL】
 YOMIURI ONLINE(読売新聞) > 科学 > 星がブラックホールに…瞬間を世界で初めて観測 (8月25日 11:28)
  http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20110825-O …

 マイコミジャーナル > エンタープライズ > サイエンス 続きを読む > JAXAなど、巨大ブラックホールに星が吸い込まれる瞬間を観測することに成功 2011/08/25
  http://journal.mycom.co.jp/news/2011/08/25/095/i …
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この回答へのお礼

kagakusukiさま。ご教示いただきありがとうございます。
私のような者のレベルにあわせて、ひとつひとつの疑問について丁寧に説明していただき感謝いたします。ご回答の一文一文を、時間をかけて解読しながら読みましたが、難しいながらもとても楽しく、ますます宇宙に興味が持てるようになれました。理系ではありませんが、関心を持った分野について「読んでもわからない」では済ませたくありませんので、今後も自分なりにできるところまで頑張ろうと思います。ありがとうございました。

お礼日時:2011/09/04 00:28

ブラックホールが星を飲み込むことについてですが、例えば話をします。

ここでは地球を例に挙げ、地球に立っている人と、鮮やかな地球の青を見ている、つまり地球全体を見ている人とを二つの地点で考えます。また、ここでは、地球の重力が極端に強いものと仮定します。この場合、地球を見ている人から見ると、地球から放たれて、この人の目に入る地球上にいる人は、地球の強い重力によって、光速度が遅くなり、この人の目には、地球上にいる人の動きが遅くなります。
逆の場合は、重力によって光速度は早くなり、地球上にいる人には、早く届くため、地球を見ている人を見ると、早く動いているように見えます。よって、相対的には、重力を受けてない地球を見ている人の時間は早く進み、重力を受けている人の時間は遅く進むと考えれます。
この仮定されていない地球、つまり実際の地球でも、人口衛星についている時計は、本当にわずかに、地上の時計より、遅く秒を刻むように作られています。


ブラックホールの場合も、同じで、ブラックホールに飲み込まれている星自体を見ると、それはもう、本当にノロノロと星が飲み込まれていくでしょう。おそらく、人間が百歳生きれるとして、その星とブラックホールを眺め続けても、何世代続くでしょうか?というくらいに。もしくは、光がブラックホールに吸い込まれるため、星自体が暗くなったりするかもしれません。逆に飲み込まれている星から見ると、ブラックホールが光を吸い込んでしまうため、何も見えないまま飲み込まれるでしょう。
しかし、ブラックホールも永遠に存在する訳ではないので、星を飲み込む前に消滅するなんてことも考えられます。
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この回答へのお礼

atendantさま。ご教示いただきありがとうございます。
中学生程度の理科で限界の私ですが、詳しくご説明いただき感謝いたします。
これからも宇宙に興味を持ち続けたいです。

お礼日時:2011/09/04 00:49

ブラックホールの正体は、太陽の10倍以上も大きい星が、寿命で赤色巨星と呼ばれる膨らんで大きくなった星が、超新星爆発という、それも物凄い爆発が起き、重力の流れが、急激に星の周りから星の中心へ、ではなく、中心から外に向かって力が働く事により、その反動でブラックホールができます。

よって、ブラックホールは、その大爆発を起こした星の周りに、複数存在します。

ブラックホールの大きさは、驚くほど小さく、その割には質量が驚くほど大きいので、時空の網を驚くほど歪ませます。時空の網の説明として、物質の重さと質量は全く別ものですが、ここではあえて、重さという概念を仮に使って説明すると、正方形の伸縮性のあるネット(時空の網)の四辺を水平になるように固定して、真ん中にボール(天体)を置きます。すると、重いものほど良くくぼみ、軽いものほど余りくぼみません。真ん中にボールを置いたまま、真ん中のボールより小さいボール(恒星の惑星や惑星の衛星)を置くと、小さいボールは、真ん中のボールの方に転がって行きますよね?それが重力が引き付けるという作用を起こす仕組みです。仮に、小さいボールを真ん中のボールとは直角の方向に力を加えると、真ん中ボールを中心にして回ります。これが公転です。

ここまでは、三次元の宇宙空間を題材に説明しましたが、本当の宇宙は、数えきれない程の次元があります。つまり、時空の網が、三次元の宇宙空間の時のように、平面な時空の網だけでなく、垂直な時空の網や斜めになった時空の網などが存在します。我々が平面な時空の網だと思っている時空の網は、他の垂直な時空の網が平面だと思っている人から見ると、我々の時空の網は垂直に見えますよね。このように時空の網は様々な次元の網があります。我々が平面だと思っている時空の網に天体があると、もちろん、天体の質量によって時空の網はくぼみ重力が発生します。そして、他の我々から見たら垂直な時空の網も、その垂直な時空の網が平面だと思っている人からみたら、同じように、質量によってその時空の網もくぼみが発生し重力が生じます。このように、無尽蔵に時空の網は有るので、天体の表面にほぼ等しく、重力が働きます。ちなみに時空の網は実際に見ることは出来ません。

ブラックホールについてですが、構造としては、ブラックホール自身はとても小さい究極に平べったい渦です。そして、ブラックホールの重力によって引き付けられたあらゆる物質が、ガスや塵となって円盤のように見えます。また、ブラックホールの中心から吹き出しているのもガスや塵です。ブラックホールは、中心に行くほど、高エネルギーになっていくので、温度は中心付近に近づくにつれ高くなります。そして、ブラックホールには、中心付近の辺りからは、強い放射能やγ線やエックス線なども出ています。
それらの電磁波を感知する巨大なパラボラアンテナが宇宙関連施設にあり、その施設で地球に飛んでくる電磁波の強さを察知し、膨大な電磁波が確認されるところ、つまりはブラックホールの位置を推測することができます。


ちなみに、銀河の中心は超巨大なブラックホールがあるとされていて、我々太陽系は、そのブラックホールの周りを漂うガスや塵の中にあります。
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凄い、感性の強い人ですね。


貴方の疑問には感心しますが、私も全くの素人であり、宇宙の事はわかりませんが一言。

 ブラックホールは宇宙の空間に重力が崩壊して起こった点と考えれば、貴方の言われる座布団での説明に、疑問を持つのは当然と思います。

 座布団を利用しての説明は、落ち込む方に対して、抜け出る方向が有るように錯覚を起こす為、あまり良い方法とは言えませんが、他に見て説明する方法が無いためでしょう。

 空間を網目を利用して説明するには、二次元で説明するほか、三次元では空間の歪を表すことができないからです。
 

 一点に重力崩壊を起こすことは、イメージで言えば球形を成していると言えるでしょう。
 但し、周りに物質が有ったならば、その物質通しが引き合う力と、遠心する物体は当然円盤を成してきます。

 従って、ビデオ又は絵に描かれたものは、中心に如何にも落ちていくように描かれていますが、実際には中心に向かって円盤を形成している全ての物質が、回転しながら消えて行くと想像したほうが良いかもしれませんね。
 その消えていく、つまり落ち込んで行く円盤の相反する面の物質が、反対の面に向かって落ち込むとき一部の物質が飲み込まれることなく走り出ることから、円盤の面垂直にジェット噴射が起こると言えるでしょう。
 そのスピードは地蔵の地平線から落ち込むスピード、光に近いスピードに加速されますから、噴射するジェットは光速の70~80%に達するものでしょう。

 ブラックホールは球形であるが、周りの物質は自動的に円盤を形成するのは、非常に高速で回転を始めた場合、遠心力によって物質は平面状に広がり、円盤を形成するもので、野球のボールが回転するような状態にはなれないからです。

 地球とか恒星等は回転が遅いために、真丸く中心に向かって物質が集まり、球形を成していきますが、ブラックホールの周りでは、あまりにもスピードが速いため、物質はブラックホールの周辺を均等に散らばることは有り得ないからです。

 従って円盤の向き方向性は、最初に物質が吸い込まれる(存在する位置)条件で決まると言えると思います。

 > それとも、ある程度の時間がかかるのでしょうか? 
   瞬時とした表現での飲み込まれると言うことは絶対にないでしょう。ビデオは証拠によって作られたものであり、状態を説明しやすくしているものでしょう。

 > おかしいと思ったので、恥を忍んで質問させていただきました。
    貴方が恥を忍んでというのであれば、私はそれ以上の恥をかかなければいけませんね。
    意義ある質問と思います。

 
  回答にはなりませんでした、悪しからず。

  参考です。

 
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この回答へのお礼

xiongqinさま。ご教示いただき感謝いたします。
ブラックホールについては、恥ずかしながらアニメのイメージしかなくて、周囲で話題になってもその程度のものでしたので、どうしても知りたくなって質問させていただきました。
おそらく専門家の方にもいまだ謎の多い天体だと思いますが、分かりやすく身近な言葉で説明していただきますます興味津々です。ありがとうございました。

お礼日時:2011/09/04 00:36

重力場は時空の歪みそのものですが、重力自体を時空の歪みそのものだとは誰も言っていません。


#9を見る限りでは習得するのは無理だと思います。

まず、客観性を身に付け、
いつも通り、みなが参考になるような記載を心がけてはどうでしょう?
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この回答へのお礼

isa-98さま ありがとうございます。
重力について読んでみたのですが、私のレベルでは到底理解が及ばず、
ご議論の内容を判断することができず、大変申し訳ございません。

お礼日時:2011/09/04 01:01

 ANo.7の参考URLのページを御覧になれば解る様に、万有引力はもはやニュートン力学的な意味での力ではなく、時空連続体の歪みとして説明されています。


 又、「歪みの時間変動が波動として光速で伝播する」という事は、即ち、時空の歪みである重力の変動もまた、光速で伝播するという事になりますから、「重力を空間の歪みそのものだとする事が、重力が光速以上で伝播する」事にはなりません。
 逆に言いますと、「重力を空間の歪みそのものだと言う思い込みは重力が光速以上で伝播すると言っているのと同じ」という事は、即ち、「歪みの時間変動が光速以上で伝播すると言っているのと同じ」という事になります。
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「アインシュタイン方程式」と「ニュートン力学」の違いは大きく分ければ3点であり、



重力は光速で伝播する。
エネルギーから重力が発生する 例 ※E=mc^2→ GMm/r^2
質量を持つ物体の加速運動により重力波が放射される。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%80%E8%88%AC% …

と言う物であり、
※ニュートン力学を包含可能な点に注目します。(万有引力の法則との関係)


>マクスウェル方程式から大域的なクーロンの法則を導くことができる。

これは特に重要で、

マクスウェル方程式だけが特異な物理方程式で無い事を示唆しています。
ガリレオ座標があるからローレンツ座標が導き出せるのです。
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この人に理性的な話が望めるかどうかが問題なのですが、


「空間の歪み」と「歪みの時間変動が波動として光速で伝播する現象」は必ずしも同一ではありません。


ウイキペディアでは

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%82%A4% …

重力の正体は時空の歪みであ~~る。
と神学で講釈しています。

これがニュートン方程式なら
質量が重力の正体であーる。と説明出来ます。



重力は

質量に比例する。
歪みと等価だ。

ただそれだけの「発見」に過ぎません。
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>重力を空間の歪みそのものだと言う思い込みは重力が光速以上で伝播すると言っているのと同じです。



 それは、空間の歪みの変化が光速以上で伝播すると言っているのと同じであり、アインシュタインの相対性理論から大きく逸脱する考えです。


>重力は架空の力ではありませんし見かけの力ではありません。

 こちらも、アインシュタインの一般相対性理論から大きく逸脱する考えです。
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重力は架空の力ではありませんし見かけの力ではありません。

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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?
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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。

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 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。

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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中性子星 ブラックホール 超新星爆発

いつもお世話になります。

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しかし、明確な記述が無かったり、あいまいな記述しか私の探した範囲では見つからず、分...続きを読む

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> 私の昔の記憶では、3~8倍が「中性子星」で、それ以上が「ブラックホール」だったような気がしたのですが、NHKの、しかも科学番組で言っていたので、私の記憶違いは明らかです。

ご記憶で合ってるんじゃないでしょうか。
Wikipediaによると、ブラックホール化する恒星は、太陽質量の10倍、ってなってますから、誤差含みで3~8倍は中性子星でしょう。
但し、中性子星として存在できる限界となると少し話が違います。
中性子星として存在できる質量にはトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界と呼ばれる上限値があって、それを超えるとブラックホールにまで崩壊してしまいます。
その上限値は、太陽質量の1.5倍から2.5倍の範囲と算定されているので、NHKの説明は、こっちのことである可能性もあります。

中性子星になる場合、原子における電子の縮退圧で支えられ白色矮星として存在できる質量(チャンドラセカール限界)を超え、電子捕獲により陽子が中性子になって原子が崩壊し、中性子で成る核へと相転位する際の爆縮がトリガとなり、超新星爆発が引き起こされるため、それが発生するのは、太陽質量の3倍以上の場合だと思います。
但し、白色矮星が周囲の物質を取り込んで、チャンドラセカール限界を超えて中性子星まで崩壊するときは、恒星が一気に中性子星にまで崩壊する時とは、違った爆発をするような気がします。(>未確認)
最近は中性子星とブラックホールの間に、クオーク星の状態が有り得るという説もありますね。

> 「中性子星」になるような恒星は、どのような最期を迎えるのでしょうか?

 一般的な回答で、曖昧な内容になりますが、ご了承下さい。
-----
 恒星は、水素の核融合炉であり、水素を燃料にヘリウムを生成する核融合エネルギーによる放射により、それ自身の重力と均衡して星の半径を保っている。
 また、星の核は、電子の縮退圧という物理的な力により支えられている。
 そして、星の中心にはヘリウムが溜まり始め、そのヘリウムはさらに核融合を起こし、炭素、酸素、マグネシウム、ネオンなどの重い元素が層を成して溜まっていき、それぞれの元素の球面で核融合反応が激しく進むようになり、放射が強まることで星の直系は大きくなり、赤色超巨星となる。
 そして、星の中心核の質量がチャンドラセカール限界を超えたとき、炭素の核融合が暴走するとともに、原子核に電子が捕獲され陽子が中性子へと変換されることで、電子の縮退圧を一気に失って星の核は重力崩壊を起こす。
その爆縮の反動は激しい衝撃波となって星を構成していた周辺のガスをすさまじい熱と力で圧縮し、ガスは核融合反応を起こして猛烈な爆発を起こして吹き飛ぶため、これが超新星爆発となる。
 この時、鉄より重い金属などの原子も作られる(より重い星の爆発により、より重い元素が作られる)。
 そして重力崩壊した星の核は、地球直系程度の中性子の塊となり、それ自身は中性子の縮退圧によって直系を保ち、中性星となる。
 また、元々の中心角が持っていた自転の角運動量は保存されるため、星の直系が極限に小さくなることで、猛烈な速さの自転速度を持つ。
 生まれたばかりの中性子星は、数千分の一秒に一回という超高速で自転するものもある。
 そして、地球と同じように、自転軸の他に磁気軸持ち、磁気軸の両端方向にX線、紫外線、可視光線などを放射しているため、その磁気軸の鉛直上に地球があると、その自転周期と同期したパルス状の信号として捕らえられる。
 このような中性子星は「パルサー」とも呼ばれる。
 そのパルス周期は当然ながら非常に正確で、ごく僅かずつ遅くなっていっているだけであるため、その正体が中性子星であると証明されるまでは、地球外知性の証拠ではないかと、取り沙汰されたこともある。
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長くなってすいませんでした。

> 私の昔の記憶では、3~8倍が「中性子星」で、それ以上が「ブラックホール」だったような気がしたのですが、NHKの、しかも科学番組で言っていたので、私の記憶違いは明らかです。

ご記憶で合ってるんじゃないでしょうか。
Wikipediaによると、ブラックホール化する恒星は、太陽質量の10倍、ってなってますから、誤差含みで3~8倍は中性子星でしょう。
但し、中性子星として存在できる限界となると少し話が違います。
中性子星として存在できる質量にはトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界と呼ばれる...続きを読む

Qブラックホールについて

こんにちは。

ふと、疑問に思ったので軽い気持ちでお答えください。

ブラックホールは確か”光速ですら抜け出すことのできない高密度空間”ってことでしたよね?

ブラックホールの近くだと時間的にどうなるのでしょうか?

今ここに勇敢なa、bの人間がいたとします。


● ・a               ←・b


●はブラックホールです。

今、このような場面の場合、・aの人間は時間が止まったように少しずつブラックホールに飲み込まれていくように感じられるのでしょうか?

また、観測者・bの人間は・aが一瞬でブラックホールに飲み込まれていくように見えるのでしょうか?


つまり、・aはすでにブラックホールに飲まれて死んでいるのに、意識的に時間が止まったように感じられ生きているの錯覚しているのではないでしょうか?


すいません。

ブラックホールについてよく知らないので的外れでしたらスルーしてください。

Aベストアンサー

 bから見ると、aは最初は速くなりながらブラックホールに近づいて行きますが、途中から遅くなっていき、ブラックホールの表面(事象の地平面)に到達するのに無限大の時間がかかります。これが、「事象の地平面に近づくにつれ時間の進み方が遅くなり、事象の地平面では時間が止まる」ということです。

 a自身からすると、自分の時間が少しも遅くなったりすることなく、有限の時間で、事象の地平面(aには見えません)を通過します。このとき、aがbを見ていると、bの時間の進み方がどんどん速くなっていき、ついにはbの時間の進み方が無限大になります。その無限大になる瞬間が、事象の地平面を通過するタイミングです。

 どちらも、自分自身については時間が遅れるとかいったことは生じません。離れた相手の時間の進み方が変化するのです。

Qブラックホールと中性子星

ブラックホールと中性子星の違いが解りません。
優しい日本語でソフトに教えてください。

Aベストアンサー

はじめまして。yokayoさんへ

> ブラックホールと中性子星の違いが解りません。
> 優しい日本語でソフトに教えてください。

やさしい日本語でソフトにですね。すでに詳細は#1から#3の方がおっしゃっておられるので、厳密ではないですが、簡単に説明します。

原子というものはご存じですよね。真ん中に原子核があって、そのまわりを電子が回っているというものです。じつは原子というのはスカスカなんですよ。原子核の大きさは原子の直径の1万分の1しかありません。しかし原子の重さ=原子核の重さといっていいぐらいなんです。ほとんどの重さは原子核が担っています。

ものすごく重力があると、電子の軌道半径がせまくなります。もっともっと重力があると電子が押しつぶされて原子核といっしょになり、陽子に電子が吸収されて中性子になり、中性子だけの星になってしまうのです。いわば原子核だけの星になってしまうんですね。そうするとものすごく、密度の高い星になってしまうんです。これが中性子星なんです。

次にブラックホールというのを説明します。

脱出速度というのはご存じでしょうか? ボールを水平に投げてみましょう。ボールはどうなりますか? しばらくするとボールは地面に落ちてきます。なぜでしょう? 地球の引力があるからですね。(そんなもの当たり前だって言わないで下さい)

ボールをもっと早く投げることができれば、ボールはおちてきません。(正確には落ちているのですが、地球が丸いため落ちてこないのです) これが人工衛星なのです。で、もっと早く投げることができれば、地球をまわることなく、そのまま飛んでいってしまいます。そのとき、これ以上まらば、そのまま、飛んでいってしまうという速度を脱出速度といいます。落ちてくるのはその重力のためですから、重力の強いところでは脱出速度は速くなります。地球では秒速11.18km/秒ですが、太陽だと617.5km/秒にもなります。

太陽からの脱出速度はすごいものですね。でも光速度は毎秒約29,885km/秒にくらべればたいしたことはありません。だから太陽からでた光は地球に届くのです。

でも、もっともっと重力の強い天体ではどうなるでしょうか、あまりにも強いとついには脱出速度が光速度を上回ってしまいます。こういう星ではどうなるでしょうか? 星からでた光は、また星に戻ってしまうか、永遠に星の周りをまわるだけとなってしまいます。ですからこの星は、光さえも脱出できません。ということは、中のものは外にでることができませんし、外から観測した場合、光でみることはできません。こういうものがブラックホールなのです。

中性子星とブラックホールのちがい

その中性子すら重力には勝てないのです。ある程度のおおきさになれば、もう中性子すらどんどん潰れていきます。万有引力の法則はご存じの通り、距離の自乗に反比例しますよね。星の場合、その表面に最大の重力になります。(だって、星の真ん中だったら周りに質量がありますから無重力になってしまいますもの) だったら星が小さくなっていけばどうなるでしょうか。どんどん表面の重力が大きくなります。ということは脱出速度もどんどん大きくなってきます。そしてその星からの脱出速度が光速を超えた場合、もうその星からの光は永久に外部に出ることはできません。これがブラックホールです。

はじめまして。yokayoさんへ

> ブラックホールと中性子星の違いが解りません。
> 優しい日本語でソフトに教えてください。

やさしい日本語でソフトにですね。すでに詳細は#1から#3の方がおっしゃっておられるので、厳密ではないですが、簡単に説明します。

原子というものはご存じですよね。真ん中に原子核があって、そのまわりを電子が回っているというものです。じつは原子というのはスカスカなんですよ。原子核の大きさは原子の直径の1万分の1しかありません。しかし原子の重さ=原子核の重さ...続きを読む

Qブラックホールが地球に

もし、ブラックホールが急に地上に出現したら(ありえない!)どーなるのでしょう?ブラックホールの大きさは、1m位。(事象の地平面の直径)
周囲の物質を吸い寄せながら地球の中心まで落ちていくのでしょうか?
それとも、一瞬で地球を飲み込んでしまうんでしょうか?

Aベストアンサー

いささか雑談っぽいですが。

シュバルツシルト半径が1mってーと、
それほど小さくもないんですが。

公式は、(半径)=3km×(質量/太陽質量)なので、
だいたい、太陽の1/3000ぐらいの質量、
すなわち、土星ぐらいですか。

なので、地殻を残したまま、悠長に中心まで落ちていくとは、思えないです。
どのぐらいの時間で飲み込まれるかはちょっとわかりませんが。

>ブラックホールが急に地上に出現したら(ありえない!)

ありえないと断言できるかどうか。
数年前のことだと思いますが、
アメリカのRHICという加速器での実験で
「初の人工ブラックホールが??」という騒ぎがありました。
その後、あくまで理論上の話で、現実的には
ほとんどその可能性はないことが判明しましたけどね。

参考URL:http://www04.u-page.so-net.ne.jp/zb3/s-techno/sub435.htm

Qブラックホール、中性子星、白色矮星などはお互いの衝突などがないと一生そ

ブラックホール、中性子星、白色矮星などはお互いの衝突などがないと一生そのままなのですか?もしそうだとしたら宇宙にはブラックホール、中性子星、白色矮星だらけということになりませんか?

Aベストアンサー

白色矮星は、ともに連星系を構成する相手の星から質量をもらうことによって爆発し、粉々になってしまうことがあります。しかし、割合としてはわずかでしょう。

いちばん長生きの恒星が一生を終えるまでに、たしか数兆年かかると言われています。長生きの恒星は個々の質量は小さいですが、数が多いので、恒星の全質量のかなりの部分を占めています。よって、ブラックホール、中性子星、白色矮星がふつうの恒星を圧倒する宇宙になるには、少なくとも数兆年はかかります。

ブラックホール、中性子星、白色矮星だらけの宇宙になっても、質量としては相変わらず暗黒物質の方が多いでしょう。

ブラックホールが蒸発するかもしれないというのは、数兆年よりはるかに先の話です。

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天体を観測すると超新星爆発した星やこれらの塵が集まってこれから新たな星

天体を観測すると超新星爆発した星やこれらの塵が集まってこれから新たな星が誕生しようとする等様々は星があります。これらの出来事は億年単位で起こっているらしいです。そうだとすれば生命の誕生、滅亡も億年単位の可能性が十分にあると思います。地球人の進化の時間は宇宙の時間で見ればほんの一瞬のように思えます。他の星の生命体の生存期間がどの程度かは知るすべはないですが、星の誕生、滅亡が億年単位で起きていることを思えば、地球人と異星人の生存期間が重なることのほうが稀ではないでしょうか。現在行われている宇宙探査も人類が生存している間に異星人が見つかる可能性は宝くじで3億円当せんよりもはるかに低いのではないでしょうか。

Aベストアンサー

 人類が機械文明を手に入れてから300年程度の年月しか経っておりませんし、人類以外の文明の例も知られてはいませんので、知的生命体が存在し続ける事が出来る期間がどの位の長さなのかは判明してはおりません。
 知的生命体は、自分達が住み易い様に周囲の環境を大幅に変える事が出来るので、環境の変化によって絶滅する可能性が比較的低く、環境に合わせて進化する必要が殆ど無いため、同一の種が極めて長期に渡って存在し続ける可能性も無いとは言えません。(戦争や環境破壊で、途中で自滅しなければの話です)
 又、将来においては、人類の探査能力も進歩するものと思われますから、もしその時代に異星人が存在しているとすれば、発見出来る確率は、現在よりは高くなるとは思います。
 但し、人類の探査能力が異星人を発見するのに充分な程進歩するかどうかは不明ですし、知的生命体が存在し続ける事が出来る期間がどの位の長さなのかも不明なのですから、人類が存在している間に異星人が見つかる可能性がどの程度であるかに関しては、誰にも判りません。


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