ブラックホール

みなさんはブラックホールと聞くと、どのようなものを思い浮かべますか?おそらく真っ黒いぐるぐるしたものを想像する方が多いのではないかと思います。

昨年4月、海外の天文台がブラックホールの撮影に初めて成功したという事で、大きな話題になりました。以下がその時に撮影されたブラックホールの画像になります。

(提供:EHT Collaboration)

どうですか?皆さんが想像したものと似ていましたか?実はブラックホールは絵にかいたような2次元の円盤状のようなものではなく、3次元の球体の形状をした「穴」なのです。「3次元の穴?」と不思議に思うかもしれません。今回はそんな謎に満ちたブラックホールについて解説します。

1.ブラックホールはどうやってできるのか
ブラックホールは太陽のような恒星から誕生します。恒星には寿命があり、寿命を迎えた恒星は爆発して死んでしまいます。これを超新星爆発と言い、爆発した後に残るのがブラックホールです。厳密には、太陽の数十倍の質量をもった恒星が超新星爆発した際に放出されたエネルギーが凝縮し、ブラックホールが誕生します。

2.ブラックホールの形状
先程ブラックホールは3次元の穴だと説明しましたが、ブラックホールも星や銀河のような天体の一種に数えられます。3次元の穴というのは、2次元の円を3次元で表現すると球体になりますよね。それと同じで、3次元で地面に空いた穴のようなものを宇宙規模の次元にもっていくと球状の穴になるんです。意味が分からないかもしれませんが、ブラックホールというのはあまりに重力が強すぎるがゆえに時空が歪み、物理法則が通用しなくなる世界です。我々の持つ常識は通用しません。

3.ブラックホールの種類
ブラックホールにはいくつかの分け方が存在しますが、今回は3つの種類に分類します。「大きなブラックホール」、「普通のブラックホール」、「小さいブラックホール」です。

大きいブラックホールというのは「クエーサー」と呼ばれる天体です。皆さんは銀河と聞くと以下のようなものを想像するかと思います。

Andromeda galaxy (M31), optical image. The galaxy comprises a central nucleus surrounded by spiral arms. The nucleus appears more yellow than the spiral arms as it contains a higher proportion of dust and older, redder stars. Two small satellite galaxies are associated with Andromeda, M32 (NGC 221), the fuzzy blob at lower right, and M110 (NGC 205), the bright star-like point immediately left of Andromedas nucleus. The Andromeda galaxy is the closest major galaxy to our own Milky Way, lying just over two million light years away. It is also about half as large again as the Milky Way, with a span of over 150, 000 light years. The galaxy takes its name from the constellation Andromeda, in which is it found.

これは我々が住んでいる天の川銀河という天体です。この中心にある白く光り輝いているもの、これがクエーサーです。クエーサーは銀河の核と言われており、宇宙の初期段階で誕生したものと言われています。

次に普通のブラックホールとは通常の恒星の超新星爆発から誕生するもので、現在進行形で増え続けています。実は太陽系の近くにもあるのではないかと言われています。

最後に小さいブラックホール、これはその名の通り小柄なブラックホールです。ミクロなサイズであるため、人類も生み出すことは技術的に可能なのではないかと言われています。

3.ブラックホールの終わり
ブラックホールは常に熱を発しており、蒸発していずれ無くなります。これを「ホーキング放射」と言います。しかしブラックホールの寿命はほかの天体と比較してはるかに長く、一説には宇宙に存在する全ての星が寿命を迎えた後、ブラックホールのみが宇宙に存在する「ブラックホールの時代」がやってくるのではないかと言われています。

4.異世界への扉、ブラックホール
ブラックホールはどこにつながっているのでしょうか。一説にはブラックホールに吸い込まれた物体は「ワームホール」と呼ばれるチューブのようなものを通って我々の住んでいる宇宙とは別の宇宙の「ホワイトホール」と呼ばれる別の天体から放出されるのではないか、と言われています。これを利用することで異次元、異世界を行ったり来たり出来るかもしれません。とは言え、まずはブラックホールを無事に通過する方法を考えないといけませんが。

今回は以上です。宇宙には数多くの謎が存在しますが、ブラックホールはそのなかでもとりわけ謎に満ちており、神秘的な天体です。今後の研究でブラックホールの詳しいことが明らかになることを期待したいところです。

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