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科学コラム  作者: もりを
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豆知識 ブラックホール

みんな、ブラックホールの実相を知ってる?

そんなお話。


星(恒星。地球は惑星だから違う)ってのは、中心部の核融合爆発で、常に膨張したがってるんだ。

だけどとてつもない質量による自重があるから、その重力で縮もうともしてる。

その逆ベクトルの力関係が50対50なんで、いつも安定して光ってるわけ。

だけど、核融合の燃料が切れて膨張が止まると(0)、収縮圧力が100になって、自重でつぶれる。

この重力崩壊で、星の中心に向けて猛烈な爆縮が起きて、巨大な質量が「点」にまで丸められてしまう。

これがブラックホールだよ。


この特異点(正確にはシュバルツシルト半径という広大な球状のエリア)からは、光も抜け出せない。

地上に向かってボールを落とすその自由落下のスピードで、逆に地上から上昇すれば、地球の重力圏から離れられるでしょ。

ブラックホールの重力による自由落下スピードは、計算上で光速を上回るため、要するに光のスピードを持ってしてもその重力圏を振り切ることはできないわけ。

だからこのホールは底抜けにブラックなんだ。


さて、相対性理論では、時空間という概念で、時間は三次元空間とつながってる。

そしてシュバルツシルト半径という事象の地平の内側では、この時空感がひん曲がってて、特異点に向けて落ち込む光速のために時間が引き延ばされ、空間が縮まる。

スピードってのは距離÷時間だから、どうしてもこうなっちゃうんだ。

現象的には、この危険半径をまたいだ瞬間から、落ち込む事象は永遠にストップして見えることになる。


そんなブラックホールがふたつ、お互いに向けて落ち込み合ってる、ってものすごい光景(この柏木くんのくるくる皿のような)をとらえたのが、晴れてノーベル賞を冠された重力波だよ。

質量が時空間をゆがめるのが重力の正体、と前回説明したけど、重力は宇宙空間全体をゆがめるんで(ゆがみは光速でかつ無限に伝わる)、その波がこの惑星上でも検出されたってわけだ。

・・・うーん、簡単な説明ってのは難しいな。

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