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ブラックホールの本体というのは事象の地平線の内側に隠れて決して見れませんが、...

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ID非公開さん

2019/6/1701:38:48

ブラックホールの本体というのは事象の地平線の内側に隠れて決して見れませんが、ブラックホールの本体は質量に関係なく全て特異点に圧縮されてるんでしょうか?

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buj********さん

2019/6/1711:55:29

はい、その通りです。
質量に関係なく特異点に圧縮されます。

ただし、特異点に関しては、解明しきれていないというのがあって、

正確に言うと、標準理論(一般相対性理論と量子論)では特異点に圧縮されている事に理論上なってしまうのですが、特異点は、大きさ0、密度∞、表面重力∞となってしまい、これは物理学が破綻してしまうことを意味します。

一般相対性理論ではマクロの世界や、重力を扱えるけど、ミクロの世界は扱えないという弱点があり、量子論はミクロの世界を扱えるけど、重力を扱えないという弱点があります。

この2つの理論を統合する新しい理論である未発見の「量子重力理論」が完成させないと、このブラックホールの本体がどうなっているか、完全に解明できないため、この理論の候補として「超ひも理論」や「M理論」の仮説理論で解明をしている所です。(宇宙の始まりも同様)

これによると、ブラックホール本体は特異点にならず、プランク長という素粒子1個分の大きさを持ち、密度も、表面重力も∞にならなくて済むとの事です。
この場合もブラックホールの質量には関係ありません。

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qqq********さん

2019/6/2223:12:29

ブラックホールの本体と言われているのは、全て特異点に圧縮されている状態にある物の事を言っている気がします。
ところで私は、ブラックホール自体が存在してない想像をしています。
これは単に恒星が冷えて縮んで、光を表に出してない物です。
但し内部に熱が篭って、X線は表に出て来ているかもしれません。

こういう事で回答しているので参考に載せてみます。
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q142081783...

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wak********さん

2019/6/2119:39:42

「プランク密度」をご存知ない方が居られますので、説明致します。先ず「プランク単位系」について説明させて下さい。

この宇宙の大きさや距離の最小単位は、プランク距離lp=1.616229×10^-35[m]です。この宇宙にある物質も光もあらゆるものは、一本の「超ひも」の振動として表されます。その「超ひも」の長さが「プランク長」程度と考えられています。
ですから、あらゆるものの大きさの下限はプランク距離lpです。そして、一本の「超ひも」上を振動が光速c=299,792,450[m/s]で伝わります。ですから、一本の「超ひも」の端から端まで振動が伝わるのに、プランク時間tp=5.39116×10^-44[s]掛ります。これが時間の最小単位です。

一本の「超ひも」の振動回数が増える程、質量の重い粒子となります。一本の「超ひも」の最大振動数はプランク時間tpに1[rad]です。この粒子が最も重くエネルギーの高い粒子です。その粒子のエネルギーは、換算プランク定数ħ×ω(角周波数[rad]/s)で計算出来ます。

最も重い粒子のエネルギーE=1.054364×10^-34[Js]×1/プランク時間tp(5.39116×10^-44[s])=1.956150×10^9[J]=プランクエネルギー
です。これを質量に直すには「E=mc^2」→[m=E/c^2]を使います。
最も重い粒子の質量m=プランクエネルギー÷c^2=1.956150×10^9[J]÷(299,792,450[m/s])^2=2.176509×10^-8[Kg]=プランク質量mp
です。

ですから、この宇宙の最大密度は、最大質量となった一本の超ひもがプランク体積(一辺がプランク距離lpの立方体の体積)に閉じ込められた状態です。
プランク体積=プランク距離lp^3=4.220112×10^-105[㎥]
です。

従って
プランク密度=2.176509×10^-8[Kg]÷4.220112×10^-105[㎥]=5.157468×10^96[Kg/㎥]
です。何ものもこれを超える高密度になることは出来ません。従って、ブラックホールの密度もこのプランク密度です。

以下に、プランク単位系の導き方を記しておきます。
この世の最小距離を「プランク距離(lp)」、最小時間を「プランク時間(tp)」、一粒の粒子の最大質量を「プランク質量(mp)」と言います。そして、その3つは、換算プランク定数ħ(1.054364×10^-34)J*sと万有引力定数G(6.67384×10^-11) m^3Kg^-1s^-2と光速度c(2.99792458×10^8)m/sで表わすことが出来ます。
プランク距離lp=√(ħG/c^3)= (1.616229×10^-35)m
プランク時間tp=√(ħG/c^5)= (5.39116×10^-44)s
プランク質量mp=√(ħc/G)= (2.176510×10^-8)Kg

何故、この様に表せるのでしょうか。
1本の超ひもの長さはプランク長lpです。その上を振動が光速c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です。従って、
①c=lp/tp
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ます。そして、最短時間であるプランク時間tpに1[rad]振動する超ひもが最も重くなります。この時の振動回数は、(1/tp)[rad/s]です。
従って
最大振動数の超ひものエネルギーE=ħ/tp
です。「E=mc^2」(導き方は後ほど説明します)なので、
最も重い粒子のエネルギーE=mp*c^2
です。従って
②ħ/tp= mp*c^2
です。また、プランク質量mpに物質Aがプランク距離lpまで近づくと、Aはこの世の最大加速度で引かれます。この世の最大加速度とは、最小時間tpで最高速度cに達するものです。ですから
この世の最高加速度=(c/tp)m/s^2
です。加速度は質量に比例し距離の2乗に反比例するので、万有引力定数Gを使うと
③c/tp=G*mp/lp^2
となります。
③より
lp^2=G*mp*tp/c
です。②より
mp=ħ/tp*c^2
です。従って
lp^2=G*mp*tp/c=ħ*G/c^3
lp=√(ħ*G/c^3)
①より
tp=lp/c=√(ħ*G/c^5)
mp=ħ/tp*c^2=√(ħ*c/G)
です。
この様に、プランク質量mp同士がプランク距離lpまで近づくと、お互いにこの世の最高加速度c/tpで引き合います。お互いにそれでエネルギーを使いきりますが、相手に動かされエネルギーを受け取るので、減ることはありません。しかし、相手のプランク質量mpを最小距離lp動かすだけのエネルギーEを持っていなくてはなりません。エネルギーE=質量×加速度×距離です。
従って、
プランク質量のエネルギーE=mp×c/tp×lp=mp*c*(lp/tp)=mp*c^2
です。これで「E=mc^2」が導かれました。

詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://catbirdtt.web.fc2.com/purannkukyorizikannnomotomekata.html

yxa********さん

2019/6/2022:53:04

>ブラックホールの本体は質量に関係なく全て特異点に圧縮されてるんでしょうか?

「ブラックホールの本体」とは何ですか?
特異点のことですか?「特異点は特異点ですか?」と聞きたいのですか?
特異点は点とは限らない。リング状になってることもある。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E5%8A%9B%E3%81%AE%E7%89%B9%...
>回転しているブラックホールのカー解では、特異点はリング状に発生する。

har********さん

2019/6/2022:05:49

ブラックホールの中がどうなっているかは誰にも分かりませんが、一般相対性理論によれば質量に関係なく全て特異点に圧縮されると考えます。これは「ペンローズ・ホーキングの定理」と言って、数学的に証明されています。
しかし、いくらなんでも点にはならんだろうと感じている人は多いと思います。しかし、じゃあ、なぜ点にならないのかと言われると、その仕組みが今のところ解明されていません。一般相対性理論を上回る理論、例えば、超ひも理論が完成すればこれが説明できるようになるかも知れませんが、今のところ超ひも理論も未完成の仮説にすぎません。また、

> 物理学では、密度の上限は「プランク密度」とされています。
と書いている人がいますが、物理学においてそんな法則はありません。多分、勘違いをされていると思うので、よく確認してみてください。

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abi********さん

2019/6/2016:39:47

ブラックホールは、電子陽電子BH・素電子BH・素粒子BHの三種類あります(詳しくはこちら
https://okwave.jp/qa/q9626035.html
の参考URL内参考URLの本文及び補足全10参照)。

ブラックホールは、電子陽電子BH・素電子BH・素粒子BHの三種類あります(詳しくはこちら...

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