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ブラックホールが蒸発するってどういうことですか?

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ID非公開さん

2019/7/716:04:59

ブラックホールが蒸発するってどういうことですか?

蒸発したら、特異点、質量、重力はどうなるの?

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buj********さん

2019/7/722:07:16

>ブラックホールが蒸発するってどういうことですか?

真空は、無ではなく、真空エネルギーがあり、そこから物質と反物質の素粒子が対で生成されては、すぐに合体して対消滅し真空エネルギーに戻るを絶えず繰り返している状態(揺らいでいる状態)だとされています。

ブラックホールの事象の地平面の淵で反物質だけが落ち込んで、特異点に落下する事により特異点の質量が減っていきます。(物質と反物質が合体すると光子になって質量を失う)
一方、事象の地平面の淵で取り残された物質(粒子)が、はじき出された事により、全体的に見ると、蒸発しているのと同じ状態(疑似蒸発)になるわけです。(ホーキング博士が提唱)

これが光でさえ抜け出せないほどの重力を持っているブラックホールが、蒸発する仕組みです。

蒸発は太陽質量の10倍のブラックホールサイズで、2×10の70乗年もかかります。
(質量が多いほど寿命が長くなる)

>蒸発したら、特異点、質量、重力はどうなるの?

すべて無くなります。

【補足】

蒸発は質量を失うほど加速するので、最後は山ぐらいの質量になったときに太陽と同じ熱を発し、消える瞬間は核爆発の数十億倍規模で大爆発して跡形もなく消えるそうです。

ベストアンサー以外の回答

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mfx********さん

2019/7/1022:28:01

1.ブラックホールが蒸発するってどういうことですか?
説明の前に基礎知識を記述します。
(1)アンシュタイン方程式(重力場の方程式)
一般相対性理論の中心の方程式の意味を知れば、答えに近づきます。

時空の曲がり=そこにある質量とエネルギー密度

つまり、ブラックホールをつくる、「そこにある質量とエネルギー密度」になります。
「時空の曲がり」と等価と考えます。

ブラックホールの周辺も、ブラックホールの質量で曲がっています。
ただし、光は脱出できる程度にです。

(2)量子力学で真空の状態
量子力学で真空の状態は絶えず、粒子&反粒子が対発生し、対消滅しています。
対発生→消滅の間の総エネルギーは0であれば、観測上なにもないように見えます。

(3)ホーキング放射
ブラックホール周辺で、粒子&反粒子が対発生し対消滅が起きることを前提になります。
ある確率で、対発生し、粒子または反粒子にパートナーの片方がブラックホールに落下し、落下しない粒子がブラックホールの重力圏か脱出したケースを言います。
この場合、パートナーがなくなるため対消滅ができなくなります。
つまり、対消滅すれば、総エネルギーは0でしたが、相手がいないため、重力圏か脱出した粒子のエネルギー分、マイナスエネルギーとなり、ブラックホールの質量が減ることになります。

なお、対発生する粒子&反粒子は、正のエネルギーです。
曲がった時空から、総エネルギー0から時空の曲がりを緩めて対発生し、消滅できないから、ブラックホールはマイナスの質量を吸収したことになります。

(4)結論
ホーキング放射を繰り返せば、ブラックホールがいずれ蒸発するということになります。
ただし、このブラックホールの周りに落下する質量がないことが条件です。


2.蒸発したら、特異点、質量、重力はどうなるの?
上記より、質量、重力は0となります。
特異点は、数学上、特異点なわけで、物理的に説明できていません。
想定できることは、宇宙の初期状態の時空と解釈しておけば良いと思います。
特異点は、ブラックホール蒸発したらなくなります。

sun********さん

2019/7/723:10:07

蒸発する質量より、ブラックホールへ落下する質量の方が多いので、消えてなくならないよ。

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qqq********さん

2019/7/723:08:10

私はそれに付いて直接の回答はしないのですが、それはブラックホール自体が存在してない考えをしているからです。
これは恒星が冷えて縮んで光を表に出してないものを想像してます。
しかし内部に熱が篭っていて、X線は外に出ているかもしれません。
こういう事で私が回答しているので参考に載せてみます。
科学でも言ってない私だけの意見ですから、ご関心がなければ無視されてもいいです。
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q142081783...

moe********さん

2019/7/721:05:20

かんたんに言うと
反物質を吸い込んでしまってブラックホール本体が減っていくということ
質量は減りそれに伴い重量も弱くなって特異点は残るようです

tat********さん

2019/7/716:33:54

「ブラックホールの蒸発」は
先日、亡くなられた
故スティーヴン・ホーキング博士が
1974年に考えた「ホーキング放射」
と呼ばれる理論で
現時点では証明されていないので
まだ、単なる予想
あるいは仮説の1つでしかないです。

////////////////////////////////////

内容をザックリ言えば
量子論という宇宙のミクロの世界の理論では
物質と反物質が常に発生しては
対消滅をしている可能性が考えらています。

この現象が
ブラックホールの境界面(事象の地平面)で
起るとある確率で
反物質だけが
ブラックホール内に落ちしまう事がおこります。

するとその反物質分の
ブラックホールの質量は減る可能性があり
これが長い長い長~~~~い時間
繰り返されてゆくと
ブラックホールも徐々に質量を失う状態になり
やがてはブラックホールではなくなる
・・・・かもしれない。

という感じの気の長~~~い理屈のようです。
(※本当はもっと難しい内容です)

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