NHKのEテレに「サイエンスZERO」という番組がある。昨日は「ブラックホール(再放送)」がテーマだった。
その番組を観てブラックホールについて少し調べてみた
18世紀後半、フランスの数学者ピエール=シモン・ラプラスがニュートンの光の粒子説とニュートン力学から、十分な質量と密度の天体があれば光でも逃げ出せないことを予測したが、光の波動説が有力になるとその考えは忘れられた。
恒星は熱により広がろうとする圧力と押し潰そうとする重力が釣り合って形を保っているが、燃料を使い果たして冷たくなると、広がろうとする力が減り恒星は自らの重力によって縮んでいく。そして、ある程度の大きさになると収縮が止まり白色矮星となる。その密度は角砂糖一個で数トンにもなる。全ての物質は原子よりは小さくならないと考えられ縮むにも限界があるので、全ての恒星はこれで一生を終ると考えられていた。
しかし、アインシュタインの一般相対性理論から理論的に恒星がさらに押し潰された状態のブラックホールの存在が導き出されたが、アインシュタイン自身は数学的にはあり得ても現実的にはありえないと考えていたらしい。
1929年、インドの物理学者チャンドラー・セカールが質量の大きい恒星が収縮すると自らの重力に耐えきれず重力崩壊を起こし永遠に縮み続けるという結果を理論的に導き出した。しかし、当時学界では認められなかった。
1932年、中性子が発見され、原子核は陽子と中性子から成ることが分かった。そして、極めて強く圧縮されると陽子が電子と合体することで中性子となることから、原子よりもさらに縮むことが解った。このため、質量が太陽の1.4倍以上の場合、ブラックホールではなく中性子星になると考えられた。
かのマンハッタン計画で原爆製造の指導的役割を果たした物理学者ロバート・オッペンハイマーは太陽の3倍の質量がある場合は、計算上、中性子星のままに留まらず、チャンドラー・セカール同様、無限に縮むという結果を導き出した。
実際のブラックホールの観測が始まったのは1970年に入ってからだが、ブラックホール自体は光も逃げ出せないわけだから観測することはできない。よって、その周りから放出されるX線の観測と近くの恒星の運動からその存在を特定することができるらしい。
正直、ブラックホールがあろうがなかろうが、近い将来や生活には関係ないのでどうでもいいのだが、永遠に縮み続けるってどういうこと?ブラックホール内では量子力学はどうなる?重力が無限に大きくなった場合外側から見ると時間はほぼ止まった状態になるはずだが???・・・・・・・頭が痛くなってしまった(笑)
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頭が痛くなると言えば、長いこと観てきた日本の政治。3年前、圧倒的な主権者国民の支持を得て期待された民主党でさえ、霞ヶ関のブラックホールをコントロールすることはできなかった。日本のブラックホールの制御とさらに巨大な世界のブラックホールの存在の証明は永遠に不可能なのだろうか?