ここから本文です

ブラックホールて幅は丸い感じだけど奥行は?吸い込むから長い?

wvy********さん

2019/8/711:38:50

ブラックホールて幅は丸い感じだけど奥行は?吸い込むから長い?

閲覧数:
126
回答数:
8

違反報告

ベストアンサーに選ばれた回答

プロフィール画像

カテゴリマスター

mom********さん

2019/8/714:04:21

多くの天体が「球形」をしているようにBHも「球形」をしています。

この回答は投票によってベストアンサーに選ばれました!

ベストアンサー以外の回答

1〜5件/7件中

並び替え:回答日時の
新しい順
|古い順

若竹彦さん

2019/8/718:24:04

ブラックホールの正体は、大質量がプランク密度まで圧縮されたものです

ブラックホールは大きさの無い点(特異点)ではありません。この宇宙の最大の密度はプランク距離立方(プランク体積)にプランク質量があるプランク密度です。
ですから、ブラックホールと言えどもプランク密度より高密度になることはありません。

では、ブラックホールの密度と大きさを考察します。
恒星は自己重力が強いのですが、核融合反応による爆発力により、双方の力が釣り合い一定の大きさを保っています。

しかし、核融合反応が終わると自己重力のみとなります。質量が太陽の約30倍以上ある星の場合、自己重力により核が収縮(重力崩壊)を続けます。つまり、自分自身の中に落下し続けます。この様にして、非常に小さいけれども巨大質量を持つブラックホールが出来上がります。

太陽の質量は、(1.9891×10^30)㎏ですから、太陽の30倍の恒星の質量は(5.9673×10^31)㎏です。この様に、ブラックホールは無限大の質量を持つ訳ではありません。

では、どこまで重力崩壊を続けるのでしょうか。太陽の30倍の質量が全てブラックホールになった場合を想定して、そのブラックホールの大きさと密度を求めて見ます。

超ひも理論では、物質を構成する基本粒子は、1本の超ひもの振動として表現されます。
1本の超ひもの長さはプランク長Lp(1.616229×10^-35)mです。その上を振動が光速c(2.99792458×10^8)m/s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(5.39116×10^-44)sです。従って、
①c=Lp/Tp=(1.616229×10^-35)m÷(5.39116×10^-44)s=(2.99792458×10^8)m/s
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エネルギーが増します。そして、最短時間であるプランク時間に1回振動する超ひもが最もエネルギーが多くなります。この時の振動回数は、(1/Tp)回/秒です。
ただし物質波は、ヒッグス粒子により止められ円運動しています。ですから、半径プランク長lpの円周上を1回回る間に1回振動する物質波が最も重い粒子です。これを「プランク粒子」と言います。この時2πtpに1回振動します。ですから、周波数f=1/2πtp[Hz]です。
そして、「光のエネルギーE=hf(h=プランク定数、f=周波数)」なので
1本の超ひものエネルギー=プランク定数h×周波数f=(6.626069×10^-34Js)×1秒間の振動数
です。従って、
プランク粒子のエネルギーE=h/2πTp=(1.956150×10^9)J
です。これをプランクエネルギーEpと言います。「E=mc^2」なので、
最も重い1つの粒子の質量=プランクエネルギーEp÷c2=( 2.17647×10^-8) Kg
です。これをプランク質量Mpと言います。

※プランク時間tpとプランク距離lpは、従来の物理学が成立する最短の時間と距離です。これより短い時間や距離では、従来の物理学は成立しないのです。

それは、全ての物理現象が1本の超ひもの振動で表され、その長さがプランク長lpで、最も周波数の高い振動がプランク時間tpに1回振動するものだからです。

ただし、物質波はヒッグス粒子により止められ円運動しているので、最短波長は半径プランク距離lpの円周2πlpとなります。超ひもの振動は光速度cで伝わるので、この最も重いプランク粒子は2πtpに1回振動します。
決して、πは中途半端な数字ではなくて、幾何学の基本となる重要な意味を持つ数字です。

そして、超ひもの振動自体を計算するには、新しい物理学が必要となります。それが、超ひも理論です。

最も重いプランク粒子が接し合い、ぎゅうぎゅう詰めになった状態が最も高い密度です。1辺がプランク距離の立方体(プランク体積)の中にプランク質量Mpがあるので、
最も高い密度=プランク質量Mp÷プランク体積=( 2.17647×10^-8) Kg÷(1.616229×10^-35m)3=(5.157468×10^96)㎏/m3
です。これをプランク密度と言います。なお、プランク粒子は半径プランク長lpの球体の表面の波です。波はお互いに排斥し合うことはありません。
しかし、プランク体積当たりの「立体Dブレーン」の振動には上限があります。物質としての振動は、プランク体積当たり1/tp[rad/s]です。ですから、プランク密度がものの密度の上限です。

※超ひも理論は「カラビ・ヤウ空間」を設定しています。
「カラビ・ヤウ空間」とは、「超対称性」を保ったまま、9次元の空間の内6次元の空間がコンパクト化したものです。

残った空間の3つの次元には、それぞれコンパクト化した2つの次元が付いています。つまり、どの方向を見ても無限に広がる1次元とプランク長にコンパクト化された2つ次元があり、ストロー状です。まっすぐに進んでも、ストローの内面に沿った「らせん」になります。
したがって、「カラビ・ヤウ空間」では、らせんが直線です。物質波はらせんを描いて進みます。しかし、ヒッグス粒子に止められ、らせんを圧縮した円運動をします。
コンパクト化した6次元での円運動を残った3次元から見ると、球体の表面になります。
したがって、プランク粒子は球体です。

太陽の30倍の質量の物質も、プランク密度まで小さくなります。ですから
ブラックホールの体積=太陽の30倍の質量÷プランク密度=(5.9673×10^31)㎏÷(5.157468×10^96)㎏/m3=(3.856737×10^-67)立米
です。この体積の球体の半径rを求めて見ましょう。球の体積V=(4/3)πr^3なので、
ブラックホールの半径r=[3]√{V×(3/4)π}= r=[3]√{(3.856737×10^-67)立米×(3/4)π}=(4.515548×10^-23)m
です。

この様に太陽の30倍の質量を持つ恒星がブラックホールになった場合、その重さは(5.9673×10^31)㎏で、その大きさは半径(4.515548×10^-23)mの球体です。

プランク時間tpとプランク距離lpは、従来の物理学が成立する最短の時間と距離です。これより短い時間や距離では、従来の物理学は成立しないのです。

それは、全ての物理現象が1本の超ひもの振動で表され、その長さがプランク長lpで、最も周波数の高い振動がプランク時間tpに1回振動するものだからです。

ただし、物質波はヒッグス粒子により止められ円運動しているので、最短波長は半径プランク距離lpの円周2πlpとなります。そして、超ひもの振動は光速度cで伝わるので、この最も重いプランク粒子(波長2πlpの最短の物質波)は2πtpに1回振動します。
決して、πは中途半端な数字ではなくて、幾何学の基本となる重要な意味を持つ数字です。

そして、超ひもの振動自体を計算するには、新しい考え方が必要となります。それが、超ひも理論です。これは、ニュートン力学→量子力学+相対性理論→超ひも理論と発展したもので、前者を否定するものではありません。

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

プロフィール画像

カテゴリマスター

qqq********さん

2019/8/717:48:31

ブラックホールは元が恒星なので、それが潰れて極小になって行く時に空間も引き込んで更に小さくなって行くとされている物です。
あくまでもブラックホールは球体で、周りの空間を引きこむ姿です。
それが空間の引き込みでは周り全体を引き込むのでイメージが湧きにくく、横からまっぷたつに切って見た感じで図で現わしています。
それで細長く空間が引き込まれているように描かれたのです。

科学ではブラックホールが必ずあるもとして、今では誰もこれを疑う人が居ないのではと思える程です。
それでも私はこれはない物と信じています。
今の科学ではトンでもない人という事になります。
こういう事で私が回答した自分の宇宙観を載せてみます。
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q122062342...

なお科学では,宇宙が60億光年からこちらに向かって若干加速で観測されるようになってからは,宇宙はこれからも広がり続けるだけで,縮まって来るような事がないという考えが一般に言われるようになってます。

60億光年からこちらを観測していた科学者のチームが,超新星爆発の状況で距離と加速を判断して,若干加速で見えるという事になったのです。
これは驚くべき発見とされ,空間は将来に渡って広がり続けるとされています。
そしてこの発見の人達はノーベル賞を貰っています。
これは宇宙が空間ごと広がった事で成り立つ話です。
そしてこの加速させているエネルギーが不明とされ,これをダークエネルギーとしてます。

ところが私の思考のような物質的な広がりでは,将来集まって来る理由になるのです。
それは全ての物質が集まった時は途方も無い量で圧縮されて,それから縮まった勢いで反発して広がるのです。
この集まった集団はかなりの大きさの球体です。
それで広がる時は回りから銀河群が剥がれるように広がるイメージになり,そして遠のくのです。
この時光を遥かに超す信じられない倍数の速さであっても,段々と衰えて行きます。

そして後から広がっている物は,時が遅れた為に,こちらから見ると未だ加速の方が速い状態で残っています。
これに対して遠くほど,先に起こった状態で加速が衰えて見えます。
それで比べると,あたかもこちらに近い方が加速して見えるのです。
しかし現状では違うことになります。

それでこれから未だ1億年から5億年も経過した後には、近場の方も全体的に速さが衰えて来て、向こうから順繰りに遅くなって観測されると思います。
今は未だ経過状態なので、錯覚して見えるようなものだと考えてます。

それから冥王星よりもはるか遠くに迄、惑星が公転になっていて不思議に思った事がありませんか?
果たして遠くまで公転のスピードが伝わって行く事が出来たでしょうか?

それで例えば水道の水を洗面上の穴を塞いで一杯に入れて、それからその穴を開けると水がそこに落ちて行きます。
水が少なくなって行った時に水の渦が起きます。
未だ水がタップリの時は上で渦が起きてません。
穴に近くなって行って、始めて渦になって行く事に似て、周りにある物質があっても、近くにあって回転が起こるようなものです。
遠くになるほど、単に物が浮いているような状態です。
遠くにある物が太陽に引き付けられて来て、近くに来てようやく回り始めます。
しかしその水もその穴に落ちて行きます。
科学では周りの物質が集まって太陽や惑星になっているとしてますが、この例を考えると遠くからも太陽が引っ張って来るだけで、とても惑星が回転(公転)になるように思えません。

それでもし全体の遠くまで回転になっているのでは台風の例があります。
上で銀河の回転でも載せたのですが、似てます。
回りに十分な雲の群れがあります。
そして中心は穴が開いてます。
即ち恒星が1つ独占して重さを持つようにはならないのです。
しかし太陽の重さは99.85%で,外の惑星の重さが残りという事です。
ところが公転している惑星を考えると,全ての惑星は重さが配分されていなくてはならないのです。
それでなければ公転の力が遥か遠くまで及びません。
公転の力が遥か遠くまで及んでいるのでは,恒星の重さも外の惑星と同じような比率にならなくてはならない事になります。
こういう事で恒星(太陽)は,木星程度の大きさにさえ成り得たかも疑問です。

惑星と比べると太陽が極端に巨大なのですが,これはもし遠くまで重力の力が及んだとしますと,引き付ける力で地球はおろか木星も遥か遠くの冥王星でさえ、ただ引き込んで来てしまう筈です。
それは上の洗面上の穴に例えました。

ところが遥か冥王星でさえ公転になっています。
それで私はこれは恒星や銀河は、初めから塊で出来ていた考えでした。
物質だけが動いて来たので,恒星や銀河も出来上がって来た時は,隣り合った物同士の摩擦などで回転になって行きました。
そして惑星は,恒星から飛び出た物質から出来たので,恒星の自転の力をそのまま受け継いだのです。

なお木星などのガス惑星が遠くに大きく多くある訳は、ガスだけに軽かったので重力の影響も少なく遠くに飛んで、太陽の中でも多くの量を占めていたからです。

さて惑星になる物質が太陽の周りを回っていると、太陽の自転面が一番安定してる訳です。
それで最初は太陽を取り囲んで全体にイタズラに取り巻いていたのですが、回転してる物質が一番速く回っているのが、太陽の自転面です。
それで外の周りの物質が、その勢いの方に重力で引かれて行きました。
外の例えば太陽の登頂にあったような物は、回ってなかったようなものです。
それも自転面に落ちて来ました。

ちなみに極端な楕円になっている彗星があります。
これは遠く離れて蒸気だったものが、遠くで氷で固まった事が原因です。
それで氷の塊では軽かった為に、太陽に落ちて来たのですが、しかし太陽に衝突もしないで近づいた重力で大きく振り回されて、また遠くから来た道へ投げ出されて極端な楕円になったのです。

遠くで蒸気が氷になったのは、惑星になる材料が太陽(恒星)から飛び出た物質で出来た為です。

そして多くは海王星や外の衛星などの材料になったでしょうけれど、余ったものが彗星や土星等の環の材料になった考えです。
これらは蒸気であった為に、固まりにもならずに浮いていて、外の他の惑星が出来た後で残って、彗星や環の材料になった考えをしてます。

それで土星などの環です。
科学でもこの原因が分からないとされてます。
先ず殆ど周りにあった物質は、土星などの本体に吸い込まれたでしょうし、そして幾つかの衛星の材料になった訳です。
主に氷だけが分かれて環になっています。

さて土星や衛星が出来た時は周りの物質が集まって出来ました。
これは近くの物同士は重力で引き合って、いわば数珠つなぎという状態です。
そして太陽からの遠心力と求心力で釣り合う場所に物質が集まったので、この場所には結局大きなこれらになったのです。
これが軌道という場所ですが、ここで大きくなった物質は殆ど全てと言ってもいい程大きな塊で集まってしまいます。
それで主に氷だけでバラバラで残っていたのは上で説明したような理由です。
氷になるのに時期が遅れたのです。
すなわちそこに飛び出た物質は高熱であったので、水は水蒸気状態であった事です。

多くはこれでも土星や衛星にも含まれたでしょうけれど、水蒸気で残っていて、土星本体や衛星がほぼ完成していても、その時に水蒸気だけに重力の力が弱く衛星に吸い込まれなくて、後でこれが氷になった訳です。
その位置がバラバラで、そして氷が軽いので重力も弱かったので大きな塊にもならずに、結局は離れ離れながら軌道を作って環状になったというのが私の考えです。

ところで彗星の核は岩石のように言われてますが、そこに岩石のような物がなければ、全て氷の塊では彗星の大きさにならなかったかもしれません。
それは土星などの環が小さな氷の塊の集まりのような物だからです。
氷だけでは大きくなれないので、土星の環が出来ている証拠と思います。
中心に岩石があって、それに氷がくっ付いて行って大きくなったのが彗星と思います。

tam********さん

2019/8/715:34:06

球形ですよ。

吸い込んだ物は、その球形の内部にどんどん蓄えられます。
ドラエモンのポケットみたいなもんです(笑)

rxt********さん

2019/8/713:29:02

なにも吸い込んでいないからw
落下している。

ほぼ球形だし。

cat********さん

2019/8/712:44:58

ブラックホールにゆっくり近づいた場合、奥行きは長く感じられると思って正解です。ブラックホールの近くの時空の歪みを表すシュバルツシルト計量は、
dl^2 = 1/(1-R/r) dr^2 - (1-R/r) c^2 dt^2
となります。r は換算半径といって、中心からの理論的な距離、l が実際に見える距離です。R はシュバルツシルト半径です。ゆっくり近づく場合、dt≒0 と近似できるので、
dl = 1/√(1-R/r) dr
となります。r がシュバルツシルト半径R に近づくほどl が大きくなるのがわかると思います。

ブラックホールの中に入ってしまうと、この計算は成り立ちませんが、状況としては同じようになると予想されます。

返信を取り消しますが
よろしいですか?

  • 取り消す
  • キャンセル

あわせて知りたい

みんなで作る知恵袋 悩みや疑問、なんでも気軽にきいちゃおう!

Q&Aをキーワードで検索:

Yahoo! JAPANは、回答に記載された内容の信ぴょう性、正確性を保証しておりません。
お客様自身の責任と判断で、ご利用ください。
本文はここまでです このページの先頭へ

「追加する」ボタンを押してください。

閉じる

※知恵コレクションに追加された質問は選択されたID/ニックネームのMy知恵袋で確認できます。

不適切な投稿でないことを報告しました。

閉じる