事象の地平線と降着円盤

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トピックインデックス:

  • – ブラックホールとワームホール はじめに
  • – 星。 超新星と中性子星
  • – ブラックホールの生成
  • – ブラックホール理論 & ホーキング放射
  • – イベントホライズンと降着円盤
  • – 特異点
  • – ワームホール
  • – まとめ

ブラックホールの質量はその心臓の奥の一点に集中する。 明らかに見ることができない。 原理的に見ることができる「穴」は(実際にブラックホールを直接見た人はいないが)、重力が強すぎて宇宙で最も速い光でさえも逃げることができず、時間の拡張がほぼ無限になる特異点の周囲の空間の領域である。

ブラックホールは、「事象の地平線」と呼ばれる明確に定義された表面または縁で囲まれており、その中では何も見ることができず、脱出に必要な速度は光速と同じかそれを超える(物理的に不可能である)ため、何も脱出できない。 事象の地平線」は一種の一方通行の膜のようなもので、船が渦に近づき、流れに逆らって航行することができなくなる「帰らざる地点」と同じようなものである。


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ブラックホールの事象の地平線、降着円盤、ガンマ線ジェット
(出典: ブラックホール) インターネット科学大百科事典 http://www.daviddarling.info/
encyclopedia/E/event_horizon.html-クレジット & ©: Astronomy / Roen Kelly)

私たちの太陽の数倍の質量を持つ爆発した星によるブラックホールの事象の地平線は、おそらく数キロメートルの大きさでしょう。 しかし、塵や惑星、星、さらには他のブラックホールを飲み込みながら、時間とともに大きくなっていく可能性があるのです。 例えば、天の川の中心にあるブラックホールは、太陽250万個分に相当する質量を持ち、事象の地平線を何百万キロも横切っていると推定されています。

ブラックホールに接近したガス、塵、星の破片などの物質は、降着円盤(またはディスク)と呼ばれる回転しながら地平線の周りに平坦な帯を形成しています。 この降着円盤は、回転している粒子がブラックホールの巨大な重力によってものすごい速度まで加速され、互いにぶつかり合って熱や強力なX線、ガンマ線を宇宙空間に放出するため、誰も実際に見たことがないのです。 クエーサーは宇宙で最も古い天体であり、(ガンマ線バーストを除いて)私たちが実際に見ることのできる最も遠い天体です。また、最も明るく最も重い天体であり、何兆個もの星を圧倒するほどです。 クエーサーは、回転するブラックホールを取り囲む明るい物質のハローであり、ブラックホールに引き込まれ、効果的に物質を供給している。 クエーサーは、周りに食べるべき物質がなくなると、普通のブラックホールになってしまうのです。 しかし、回転しているブラックホール(回転している星が崩壊してできた)は、求心力のために赤道が膨らんでいます。 また、回転しているブラックホールは、エルゴスフィアと呼ばれる静止できない時空に取り囲まれている。 これは「フレームドラッグ」と呼ばれる現象で、回転する質量はその周囲の時空をわずかに「ドラッグ」する傾向があるためです。 実際、エルゴ圏の時空は、技術的には光速よりも速く引きずり回されている(つまり、周囲の時空の他の領域と相対的に)。 エルゴスフィアにいる物体は、ブラックホールの軌道から逃れることは可能かもしれませんが、一度エルゴスフィアに入ったら、静止していることはできないのです。

また、ブラックホール周辺の極度の重力のために、その重力場内の物体は、場の外の観測者に対して、重力時間拡張として知られる時間の遅れを経験する。 ブラックホールに落ちていく物体は、遠方の観測者から見ると、時間の流れが遅くなり、事象の地平線に近づいていくように見えるが、なかなか到達しない。

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