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2020/11/7 9:47

99回答

ブラックホールについて。

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これはあくまで「相対性理論」の範囲で考える場合の事で 今後、それを上回る「理論」が登場すれば この見解も変化する場合も考えられます。 ただ、現時点では そうした新発見はないので 一応「相対性理論」の考え方が 定説(仮)と考えられている訳です

その他の回答(8件)

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ブラックホールでは多くの疑問があると思うのです。 私はこれは存在してない考えをしてます。 恒星が冷えて縮んで、表に光を出してないものを塑像してます。 ブラックホールでは余りにも強い重力で縮んで、空間を引き込んで光さえ抜け出せないとしてます。 しかし私は普通に恒星が冷えて縮んで光を出してないだけの考えなので、光で見えないのは変わりありませんが、重力では同じなので周りに与える影響で区別が付きません。 私が実態としてのブラックホールがない思いで回答している宇宙を載せてみます。 太陽(恒星)の姿が誰も想像しなかったものです。 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14228566269

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かけらとは、恒星の中心核のことです。 恒星の中心核は、恒星にもよりますが恒星の直径のわずか2%のところに、恒星の50%の質量が密集しているそうです。(数値に関しては恒星によるので参考程度に) つまり、超新星爆発のときに、外層の50%を吹き飛ばしますが、中心部の核は膨張力を失ったことなどで重力崩壊を起こして限界を超えて小さく圧縮されます。 小さく圧縮されるのが途中で止まると中性子星になりますが、それ以上圧縮されるとブラックホールとなります。これは圧縮により原子や素粒子が近づき過ぎることによる、強い重力(重力は距離に応じて強くなる、が、通常の恒星では体積がある分近づくことができない)、が働きます

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物体間に働くのはニュートンの万有引力ですね。 ブラックホールは一般相対性理論の重力理論から考えられたものです。 (とは言え他の回答者の方も言われているようにその説明ははしょりすぎですが) 万有引力にしても一般相対性理論にしても、重力というのは物体の質量に比例して大きくなります。 星が爆散した後の残骸というのは、当然ながら質量はもとの星より減ってますから、実は重力ももとの星より弱くなっています。 しかし、重力が何かの物に働きかけるとき、その物との間の距離が重要です。 重力は距離が近いほど強く働きます。 例えば月の質量は地球の81分の1しかないので、重力も81分の1です。 でも月の重力は地球の6分の1だと聞いたことはありませんか? 重力における距離というのは重心からの距離のことです。 私達と地球の間の距離は0ではなく、地球の半径ぶん離れていることになります。 月の半径は地球の4分の1しかない(そのぶん重力が強く働く)ので、月面での重力は地球の地上の6分の1になるわけです。 話をブラックホールに戻すと 爆発した星の中心に残った残骸は爆発の影響もあってとてつもなく押し縮められて超高密度になっているわけです。 つまり質量は減ったけどそれ以上に大きさが小さくなっていて、重心に近づくことができてしまうわけです。表面で受ける重力の強さはもとの星の表面以上に強くなるわけです。 この星の残骸自身も自分の重力でさらに縮んでいき、その力が原子の構成をも潰してしまうと全体が中性子の塊の中性子星になります。 重力が中性子すら破壊するレベルだと果てしなく縮んで質量だけを残した点になってしまうと考えられています。 こうなると重心にどれだけでも近付けてしまうので、近付けば近付くほど重力の強さが跳ね上がります。 一般相対性理論の重力の考え方は、万有引力のような物質間に働く謎の力ではなく、質量が存在することで発生する時空の歪みだという物です。 この考えでは万有引力とは異なり、光は重力によって進路を曲げられてしまうのです。 重心に近付くほど歪みは大きくなっていき、ある限度を超えると光が外へ出られなくなってしまうだろうと考えられました。 この限界となる重心からの距離をシュヴァルツシルト半径と言い、その内側をブラックホールと呼ぶんです。 つまり厳密に言うとブラックホールは必ずしも他の天体より重力が強いわけではありません。 光ですら逃げられなくなるほど重力が強く働く距離まで近付けてしまうというのが特殊なわけです。

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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。プランク密度になると、光でさえそこから脱出することはできなくなります。 そのことを説明します。 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。 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