解決済みの質問

ブラックホールの寿命について

「ブラックホール」は天体なので、物理的な
ホールと表現されてはいますが、「核」となる
自身はあるのですよね？

超重力故、表面の温度はかなり高いもの
だと思いますが、自身が燃え尽きたり、
天体である以上、ブラックホールにも寿命が
あるのでしょうか？

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質問日時：

2012/2/10 23:45:43
解決日時：

2012/2/14 21:09:30
回答数：

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ベストアンサーに選ばれた回答

permtationさん

ブラックホール蒸発するという仮説が支持されてます。

この仮説は１９７４年に車椅子の天才科学者ホーキングが提唱したもので、１９９０年代半ばには超弦理論による数値計算と一致した事から脚光を浴びた理論です。

真空では絶えず仮想粒子と反仮想粒子が対生成・対消滅してます。ブラックホールのシュワルツシルト面近傍で対生成した場合、多くの反仮想粒子はブラックホールへ落下し、仮想粒子は実体を持って遠方に逃れます。反仮想粒子は負のエネルギーを持ってブラックホールに落ちるので、その分ブラックホールの質量（エネルギー）が減少するんです。一方遠方に逃れた仮想粒子は正のエネルギーとして観測されます。ブラックホールの質量は減少し、ブッラクホールからエネルギーが放射されるように見えるんです。

どれくらいの寿命があるかと言うと・・・

約８．３×１０＾－１７×Ｍ＾３［秒］

です。Ｍはブラックホールの質量（ｋｇ）です。

太陽質量ブラックホールの場合、約６．６４×１０＾７４秒で、宇宙年齢の１０＾５７（１０００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００００）倍程度です。一方１７００億トンのブラックホールなら宇宙年齢（１３７億年）程度で蒸発します。また約２３０トンのブラックホールなら１秒で蒸発します。

ブラックホールのホーキング放射温度は、

約１．２×１０＾２３÷Ｍ［ケルビン］

となります。１億トンのブラックホールの場合、約１兆ケルビンになります。

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回答日時：2012/2/11 10:52:58

質問した人からのコメント

みなさん回答有り難うございました。
わたしには「ブラック・ホール」という特異な存在そのものを理解できてません。
しかしほんの少しでも覗きこめたような気がします。
コメント日時：2012/2/14 21:09:30

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ベストアンサー以外の回答

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s_a_l_9_0_0_0さん

中心には素粒子にまで分解された物質が降り積もっていくわけですがそうするとだんだん大きくなるような気がしますね。しかし素粒子くらいのサイズでは物質とエネルギーの違いは曖昧です。したがって無限小の中心点に大きなエネルギーが集中しているというイメージです。この点が言うなればブラックホール自身です。
ちなみにブラックホールを表す要素は質量・電荷・角運動量の三つしかありません。温度はありません。なぜなら温度とは分子が振動している状態ですが、ブラックホールへ飲み込まれた物質の運動は中心へ向うのみで振動したりしませんから熱の定義となる現象がありません。og0380blackreportさんが書かれているようにホーキング放射といってブラックホールがエネルギーを放射するという仮説もあります。

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回答日時：2012/2/11 10:52:04

og0380blackreportさん

>「核」となる自身はあるのですよね？
ブラックホールに「核」は存在するとは思えませんが、まあ核という位置付けは「特異点」になるのでしょうね…。
しかし特異点に干渉する事は不可能です。
それは密度も曲率も無限大という物理法則を無視した代物のため、一切の因果関係が断たれた状態に対応しているからです。
よって特異点は現状、数学的証明以上の説明や検証がほぼ不可能であると言えます。

>表面の温度はかなり高いものだと思いますが
ブラックホールに「表面」というものは存在しません。
ブラックホールとは「不可視のコンパクト天体」です。
光でも脱出出来ない重力範囲(シュヴァルツシルト半径)込みで「ブラックホール」と呼びますので、表面は差し詰めシュヴァルツシルト半径となり、そこは空間ですね。
この空間では温度を作り出す要因がありませんので(そもそも光も通過出来ない領域なので)、回答も不能です。

>ブラックホールにも寿命があるのでしょうか？
理論的には「寿命はある」という事です。
詳細なメカニズムは割愛させていただいて(詳細を希望される場合は補足ください)、量子力学の「ゆらぎ」という状況からブラックホールの周りから粒子や反粒子が飛び出してくる「ホーキング放射」と呼ばれる現象が起こり、これがブラックホールを蒸発させるとされています。
その寿命年数は質量によりますが、富士山ほどの質量(約10億トン)のブラックホールでさえ100億年はかかります。
銀河中心に鎮座する大質量ブラックホールになると、ざっと10^100年というとんでもないタイムスケールになります。
ブラックホールの寿命は「宇宙の寿命」ともリンクするほどの年月なのです。