ブラックホールの重力はどれくらいですか?

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ThanksImg質問者からのお礼コメント

大変勉強になりました。 ありがとうございます! 例の件、真に受けないように注意します!

お礼日時:2020/11/25 15:25

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Mは質量。Gは万有引力定数、cは光速を表わし、rは球対称時空の動径半径を表わします。 シュヴァルツシルトの解には、不思議な点が含まれています。「無限大」が発生する箇所が2つあります。 1つはr=0で、中心点の時空特異点(物質を置いたところの原点)です。もう一つはr=rgです。これは 「シュヴァルツシルト半径」と呼ばれます。r=0の特異点がブラックホールの中心であり、r=rgの特異点が ブラックホールの「地平面の位置」を表わします。すなわち、この地平面は強い重力の影響で光さえも脱出 できないブラックホールの「境界面」を表わしているのです。 この「シュヴァルツシルト半径」はどのような物体に対しても計算することができます。例えば質量が 1.989×1027kg、大きさが6.96×105kmの太陽のシュヴァルツシルト半径は、約3kmとなります。すなわち、 太陽がそのままの質量で、その大きさを約3kmにまでギューッと圧縮したとするとブラックホールにります。 同様に地球の場合(質量5.972×1024kg、大きさ6365km)のシュヴァルツシルト半径は、約9mmとなります。 このように天体の質量とサイズとから、その天体がブラックホールであるかどうか推測することができます。

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ブラックホールにも大小があるので、その重力も様々です。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

回答者の2世おじいちゃんが、私の回答に言及されているようです。 超ひも理論では、物質粒子もヒッグス粒子も、超ひもの振動で表し計算します。 ですから、物質粒子としての振動をヒッグス粒子としての振動が止めているのです。 2世おじいちゃんは、超ひも理論を勉強されていないので、超ひも理論をトンデモとおっしゃいます。とても残念です。

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ブラックホールと言われるものは、色々な大きさ重さがあるので、それぞれ違っているので一概に言えません。 これは恒星の成りの果てでなっています。 空間も引き込む超重力で、光さえ抜け出せないとしているので見えません。 しかし私はブラックホールはない考えをしています。 これは単に恒星が冷えて縮んで表に光を出してないものを想像してます。 光で見えないのは共通していて、元の恒星の重力という事でこれでも同じなので、周りに与える重さの影響はブラックホールのそっくりさんです。 内部に熱が篭っていてX線は透過して出ていると思えるので、この点でも似て来る訳です。 私は恒星(太陽)の構造が今まで考えられて来たものではない為に、このような思考の違いになったと思っています。 こういう事で私の考える宇宙観で回答しているので載せてみます。 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14228566269 科学でジェットが出ているものが、ブラックホールがある理由にしています。 ブラックホールの近くからジェットです。 私はジェット原因は恒星の膜状態に穴が空いた原因を考えていました。 今の科学には、恒星に膜状態がある事自体を思考してません。 さてブラックホールの周りの物質は回転で円盤状になっているとされてます。 そしてジェットはこの回転で出ると言っていってます。 これは回転する周りに吹き飛ばすのではなくて,回転する軸に沿って出るのです。 これは例えば地球で例えると北極から出るようなものです。 地球の重力では北極南極が一番強いのです。 赤道に沿った所では重力が弱くなります。 これは地球が回転をしていて,それで遠心力が一番働くのが赤道に沿ってだからです。 それでブラックホールが回転する事で遠心力が働くので、この外側に物質が膨らんで行くとかするのが通常の思考です。 しかし科学ではこれではなくて、遠心力で逆に締め付けると言うのです。 これは物理的に成立しません。 そこで科学が言うのは磁力で締め付けると言ってます。 ブラックホールの回転で磁力が締め付けて、それで極方面にジェットが出ると、しかし回転する事で磁力が何故回転の方に膨らまないで締まるのか? 地球の磁力は極から出て膨らんで地球を囲むようになってます。 ブラックホールのように回転が速ければ、なお遠心力で磁力も膨らんで行きそうです。 それから恒星の中に磁力がある例では、太陽にある磁力は場所構わずしてあって、地球にあるように極から出る一直線ではありません。 場所構わなく出るのでは、恒星の終わりの姿のブラックホールの中の磁力とて似て来ます。 回転で磁力が締め付けるとは思えません。 回転では磁力も遠心力の方に流れて行くという方が筋として通りそうです。 所構わず出ている磁力ですから、とてもジェットに繋がる要因はありそうではありません。

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重力は2体間の距離と質量の和によって決まります。 よって、そのブラックホールの質量とこちらの質量、それから距離が分からなければ答えは出ません。