久々に宇宙の記事を書いてみる⭐️🌕
このブログは「娘」「温泉」「ラーメン」、そして「宇宙」の記事を書くブログ、と言っておきながらその他の雑学を書きすぎて、結局宇宙についてはまだ2つしか描いていなかったからね…😅
今回の記事は、「ブラックホール」について語りましょう！
…しかし、悲しいかな。
私があまりブラックホールについては詳しくないのです😭
宇宙の中でも最も異質な存在ですし、wikiとかを読んでも理解できない事のほうが多いです😂💦
それでも、語りたいことは多いので、何回かに分けて書こうと思います！！
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/ブラックホール
ブラックホール
宇宙は、それ自体が浪漫のあるものですが、その中でも「ブラックホール」は「ビックバン」や「ダークマター」などと並び一般社会でもメジャーな単語かつ浪漫にあふれたものでしょう✨
相対性理論が発表されてから、理論上だけのものでなく確実に実在することも長年、予想されてきましたが、最近（数年前）観測に成功したということで大きなニュースになっていましたね！😊✨
「観測」というと語弊がありまくりですが。。
観測できないのがブラックホールですからね。
「ブラックホールにより周囲のものが影響されたことを観測できた」というのが正しい表現ですかね。
ではなぜ観測できないのか？
そもそも「観測」とはその物体の光学的情報を視界を通して得ることです。
つまり「光」の「影響を受けない」、「完全に吸収する（また齟齬がある表現…）」だと「観測できない」わけです。
齟齬が多い表現ばかりで申し訳ないですが、ブラックホールは光さえ脱出できない天体なのです。これ故に直接の観測ができません。
どういうことか？
解説していきましょう。
「宇宙速度」はご存知でしょうか？
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/宇宙速度
高校物理で習ったと思います。
いわゆる「脱出速度」であり天体の重力を引きちぎって脱出するために必要な速度です。
・第一宇宙速度…人工衛星になるための速度。地球なら時速28000km
・第二宇宙速度…星から脱出するための速度。第一宇宙速度の√2倍。地球なら時速40000km
・第三宇宙速度…恒星系から脱出するための速度。太陽系なら時速60000km
・第四宇宙速度…銀河系脱出速度といわれている。
これ以降も銀河群か宇宙かで第五、六宇宙速度などというのがあるかもしれませんが、以前の記事で述べた通り、宇宙が膨張しているため自身の所属する銀河群以遠はどうやってもいけません。。
第一宇宙速度v1＝√GM/Ｒであり
第二宇宙速度v2＝√2GM/Ｒとなります。
Gは万有引力定数、Mは天体の質量、Ｒは天体を回る軌道半径となります。
以上より、天体が重ければ重いほど、軌道半径が小さければ小さいほど第二宇宙速度は大きくなります。
とすると、ある重さを第二宇宙速度がいつか光速を超えることがわかります。
その重さを超えた天体がブラックホールです。
光速より速い物体はこの世にありません。
これが、ブラックホールが観測できない理由かつ、ブラックホールに落ちたものは二度と戻ってこれない理由です。
わかりましたか？
では、軌道半径の小ささはどうでしょう？
この軌道半径のことを「シュバルツシルト半径」と言います。
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/シュワルツシルト半径
これより内部以降に入ったものは、先述の通り二度と出てきません。
これがブラックホールの半径となります。
実は、当然ですが全ての物体がシュバルツシルト半径を持っているのですが、ブラックホール以外はその物体の内部に存在するので、安心していいです。
翻って言うと、シュバルツシルト半径が外部に出た天体をブラックホールと言えるでしょう。
シュバルツシルト半径は、先程の第二宇宙速度をcとして、Ｒでとくと、
Ｒ＝2GM/c^2となります。
なお、これはニュートン力学（古典力学）からの観点ですが、相対性理論によるとシュバルツシルト半径に到達すると一瞬たりともその外部に出れなくなるという点に注意です。
これより内部の情報は全く我々からするとわからないので、あたかもここで世界が断然しているようにみえるため、ここまでの時空を「事象の地平線」といいます。
中2っぽい名前で私は好きです笑
ちなみにドイツの「黒い森」を意味する「シュバルツバルト」とは何の関係もありませんww
また、このシュバルツシルトがドイツの物理学者っていうのが何ともややこしいねん😅😂笑
この計算式からわかるように、ブラックホールの半径はブラックホールの質量に比例します。
つまり、本来ブラックホールは重いですが小さいイメージですが、重ければ重い程、大きくなるわけです。
普通は天体が合体して重さが2倍になったとしても、半径は倍にならないですよね？
ブラックホールはそれが起きてしまうわけです。そのまま、横に並べた大きさとなります。。
これはとても恐ろしいことです。。
どっかのサイトで、観測可能な宇宙のブラックホール全てを合体させると、実に宇宙の1/3くらいの大きさのブラックホールになるというのを見たことがあり戦慄しました😂
しかし、まだまだその実情はよくわかっていないブラックホール。
摩訶不思議ですが浪漫の塊ですよね！✨
今日はこの辺にしときましょう…👋