事象の地平面コミュのブラックホールについての疑問点

ブラックホールそのものが実在を100％で確認された天体ではないのは勿論解っていますが、こういうコミュですし「ブラックホールが在る」という前提で。

断っておきますが、私は素人ですので、変なこと書いてたら指摘願います。

ブラックホールは当初は相対性理論から考え出されたものであって、その種類も解によって分けられていますけど……

個人的に一番よく解らないのが「カー・ブラックホール」です。
特異点がリング状だというのもよく理解できませんが、カー・ブラックホールの場合は特異点が点ではなくリング状のため「特異点を避けることができれば他の宇宙にいけるかも」という仮説があります。

しかし、事象の地平面での潮汐力が弱い超巨大カー・ブラックホールでも内部に落ちて行くにつれて特異点に向かっていくわけですから潮汐力も強くなりますよね？

リング状の特異点を避ける云々以前に、特異点到達までにその潮汐力で完全粉砕されてしまうのではないか、と思えるのですけれど……

リング状の特異点を避けることができれば、という前提自体が潮汐力無視のSF的なモノなのでしょうか？
それとも特異点に到達しない限り破壊されない？
前者であるように思えてならないのですが……？

コメント(38)

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[1] mixiユーザー 01月17日 22:39

ブラックホールの特異点はその近傍ではもちろんすべて破壊されますが、ブラックホールが巨大であればあるほど、時空の歪みが大きく緩やかなカーブを描くため、潮汐力も弱くなります。ただしそれでも、やはり特異点のごくごく近傍では破壊を免れません。
つまり、特異点リングが巨大になるほどの大きなブラックホールならば、可能性があるわけです。

私が読んだ本では、計算上、銀河サイズの質量を持つ様な回転ブラックホールならば破壊を免れて特異点リングを抜けることが出来ると書いてありました。

ちなみに銀河質量サイズのブラックホールとまではいきませんが、太陽の数十億倍の質量のものはあるようです。
銀河は数千億個の星の集まりですから、もうひとまわり大きいものでないといけないですね。
そしてブラックホールはもともと、自転している星のため、たいがいがカー・ブラックホールであると予想されています。

ひょっとするとあるんじゃね？っていうくらいの可能性でしょうかね

[2] mixiユーザー 01月18日 06:12

ええ、巨大であればあるほど潮汐力が弱いというのは知っていましたが……
特異点リング自体の大きさもブラックホールの質量に比例する、ということですか？

ブラックホールはその発生原因からして質量が如何なものであれ、カー・ブラックホールでも特異点の大きさは同じだと思っていました……＾＾
違うのかぁ……

それにしても銀河質量に匹敵するブラックホールが必要、ですか＾＾
どんなブラックホールですか、それは。
と、ツッコミ入れたくなりますね＾＾

＞たいがいがカー・ブラックホールであると予想されています。

これは知りませんでした。
「カー」って特殊なタイプだとばかり思っていました。
「カー」が一般的なモノだったんですね（予想とはいえ）

＞ひょっとするとあるんじゃね？っていうくらいの可能性でしょうかね

そもそもブラックホールまで到達できる技術がありませんから現代レベルでは検証のしようもありませんよねえ＾＾
「トンデモ」ない限り夢はあったほうが面白いですが。

ブラックホール自体が100％確認されていない以上、ブラックホールのほうが「トンデモ」だった、なんてことがありませんように……

[3] mixiユーザー 01月20日 09:18

シュヴァルツシルト半径内がどうなっているのかは観察不可能なので答えがないのかもしれませんが……

半径内では時空の歪みが大きいため光も赤方偏移を起こすはずですよね。
特異点近郊では時空の歪みが極大レベルであるため空間も光速を超えて引き伸ばされるから光も進めない……のはず。

あれ？　そうなると特異点に何かが落ち込む事がないような？
もっとも、半径内では「こちら側」の物理法則が破綻するはずなので、実際は違うかもしれませんが……どうなんでしょうね？

重力場方程式を解いたりできませんし、超ひも理論も上っ面をなぞる程度の知識しかないので、変な質問であれば失礼。

[4] mixiユーザー 01月20日 14:34

赤方偏移が無限大になるのはシュヴァルツシルト半径から出た光です。
それより内側から外へ向かおうとする光は重力によって波長が負の方向
に引き伸ばされることになります。つまり外に出ようとする光もBH
中心へ落ちていくんですね。

[5] mixiユーザー 01月20日 20:23

すいません、決して揚げ足をとるわけではありませんが…

赤方偏移が無限大になるのは事象の地平面上のみだったと思います。
その外では光は逃げ出し、その内では光はマンゲツさんがおっしゃる様に内側に吸い込まれます。
すべてが停止しているのはシュバルツシルト半径の「境い目のみ」のはずです。

＞光は重力によって波長が負の方向に引き伸ばされる

なんでもこの効果で、地平面付近の仮想粒子がブラックホールの内側に落ちたとき、反粒子としてふるまうらしいですね
そうしてブラックホールのエネルギーを浸食し、蒸発する
正直、この部分は納得してないんですがね…

[6] mixiユーザー 01月20日 20:43

負の方向って一体なんだろう……？（素朴な疑問）
宇宙論も負のエネルギーだの虚数時間だの私にはよく解らないです＾＾

ブラックホールとはちょっとズレますが。

ワームホール固定にはエキゾチック物質が必要と言われてますが「質量マイナスで負のエネルギーを持つ」のがエキゾチック物質だと言われてもイメージ全然湧きません＾＾
こんなモノ在るんですかね？　タキオンみたいな完全仮想粒子のような気が。

[7] mixiユーザー 01月20日 20:47

>負の方向って一体なんだろう……？
単に外側でなく、中心方向っていう意味でした。混乱スマソ;＾＾

[8] mixiユーザー 01月20日 21:08

ホーキング輻射って証明されてはいませんよね？
「そうかもしれない」ってくらいで（ホーキング氏自身が撤回したんでしたっけ？　はて？）

そもそもブラックホール自体が「まず確実に在るだろう」であって「実在をはっきりと間違いなく確認！」ではないはずですし。

とりあえず中心の特異点に向かって全てが落ちて行くということは納得できたような気がします（数式とかほぼスルーで本読んでるのできちんとした理解には程遠いですが）

[9] mixiユーザー 01月21日 11:00

最近その辺について復習してみたんですが、ホーキング輻射はどうやら、相対論の視点からも、量子論の視点からも問題ないという結論が出てるみたいですね。

ブラックホールにしても同様です。
その存在と消滅の原理は理論上ですがほぼ確立しているようです。

これらを研究中の超ひも理論にあてはめるとブラックホールの情報は「消えない」という結論が導かれるらしいですよ

[10] mixiユーザー 01月21日 23:28

あれ？　ホーキング輻射って理論的に問題なしだったんですか。
変な記憶違いしてたかも。失礼。

ブラックホールはまず疑いはない存在だとして良いと思いますが、「確実な観測結果」が出ないと良くないんじゃないかなー、と。

ところでブラックホールの情報が消えない、というのはブラックホール完全蒸発後、取り込まれたモノの情報が消えない、という意味でしょうか？
それともブラックホール蒸発後もブラックホール自体の情報が消えないという意味でしょうか？

[11] mixiユーザー 01月22日 01:01

情報パラドックスですね
何が問題なのかと言うと、もともとホーキング輻射って、ＢＨから
光が放出されていって蒸発するってものだったんです。でもそれは
大変問題だった。なぜか？ＢＨを構成してるのって光だけじゃあなく
いろんな物質でできてますよねえ？それがホーキング輻射だとＢＨを形成する
全ての物質が光になってしまうということになるんです。
これは物質個々の持つ情報（量子数とかスピンとか）が一切消滅
してしまいことになる。これを場の量子論は許さないんですねえ。
だから、入っていったものの情報はどこへいったってことになるんです。

[12] mixiユーザー 01月22日 18:05

そうそう。ソレです。情報パラドックス。
場の量子論とかはっきり言って全然理解できていませんけれども＾＾

で、結局そのパラドックスって超ひも理論で解決されたんですか？（コレが訊きたい事でした）
でも超ひも理論自体がまだ「仮説」の段階ではありませんでしたっけ？（数式などは全く理解不可能な頭です、はい）

[13] mixiユーザー 01月22日 18:28

つまる所、物質がいくら重力で分解されても最小単位である「ひも」としての情報が残るということらしいですね
仮説ではあると思いますが主流の結論らしいです

[15] mixiユーザー 01月23日 00:48

＞超ひも理論を使うと、ホーキング輻射の理論が
　どのステップで改善されて無矛盾になるのでしょう？

すいません、なんか話がごっちゃになっているかもしれない。
ホーキング輻射はもともと無矛盾だったと思います。
量子論からの「量子ゆらぎ」とアインシュタインの重力理論を照らし合わせて導かれる結論のはずです。

超ひも理論が結論づけるのは「情報パラドックス」の答えです。
情報パラドックスとは、ブラックホールで情報が永遠に失われるとすると、「熱力学の第2法則」に反することになり、極論、ブラックホールを利用すれば永久機関が作れることになってしまう、というものです。
つまり、原子や分子、素粒子としての情報では、無く「エントロピー」の問題なのです。
超ひも理論はそのエントロピーをブラックホールの表面積として数えることができるそうです。ここよりさらにつっこんだ話は私も分かりかねますが…すいません。

[17] mixiユーザー 01月23日 21:26

事象の地平面の内部の情報がどうなるかはちょっと思い出せないのですが、外から事象の地平面に向かった物質は、事象の地平面付近で時間が極大まで引き延ばされるので特異点に落ちることは永遠にありませんから、遥か未来にブラックホールが蒸発していく過程で、外側から徐々に重力から解放されることになります。

[19] mixiユーザー 01月23日 21:31

あれ？
「時間が止まって見える」のは観測者からの場合では？
実際はシュヴァルツシルト半径を越えて中に落ち込むはずでは？

そうでないとブラックホールが成長しないことになりますし、ブラックホールが実際は何も飲み込まないなら、巨大ブラックホールが誕生することもないと思えるのですが……

[20] mixiユーザー 01月23日 22:16

私もそう思っていたのですが…ブラックホールの蒸発は本来とんでもなく時間がかかる現象ですが、＜時間が極限まで引き延ばされた落ち込む側＞から見ると＜一瞬で起こる＞ことになります。つまり完全に事象の地平面に達する前にブラックホールは蒸発するわけです。

[21] mixiユーザー 01月23日 22:31

むむ。混乱してきました＾＾
何か本買うなり読み直すなりしてみますかね＾＾

心情的には「観測者には止まって見えてるだけで実際は飲み込まれてる」のほうがすっきりするんですけどねー。
まあ個人の主観でブラックホールが構成されてるわけでなし。

[22] mixiユーザー 01月24日 00:09

>あれ？
>「時間が止まって見える」のは観測者からの場合では？
>実際はシュヴァルツシルト半径を越えて中に落ち込むはずでは？

それであってますｂ

>＜時間が極限まで引き延ばされた落ち込む側＞から見ると＜一瞬
>で起こる＞ことになります。つまり完全に事象の地平面に達する
>前にブラックホールは蒸発するわけです。

その理屈は間違いです。どのような本に書かれていたかは分かりませんが、
一般の教科書だとしても専門外の人が曲解して書かれていることもありますので注意が必要かと。

地平線の蒸発はブラックホールの半径に反比例して起こります。
ですから大きなブラックホールほどゆっくり蒸発し、小さくなっていくに
したがって物凄い勢いで蒸発していきます。

[23] mixiユーザー 01月24日 00:22

>顔はマンゲツ☆さん

解釈の違いで誤解が生まれてるのでは？

ホーキングの本に書かれていたことを読みながら書いてますから適当に書いているわけではありません
読む限りホーキング個人の意見でもないようです

いいずれにしろまずブラックホールの挙動について観測結果が出ているわけではないので「これは違う」という言い方はどうかと思います

つまりはっきりしたものが知りたければ各々自分で勉強したほうが良いということでは？

[24] mixiユーザー 01月24日 00:32

＜時間が極限まで引き延ばされた落ち込む側＞から見ると＜一瞬で起こる＞ことになります。つまり完全に事象の地平面に達する前にブラックホールは蒸発するわけです

BLUEBACKS「ホーキング虚時間の宇宙」竹内薫　より

このことが情報パラドックスの回答であると書かれています。
つまり事象の地平面とはこの落ち込むものそのものが事象の地平面という意味なのでしょう。そのあたりの誤解では？

ところで、反証の根拠となった資料を挙げてもらえますか？
情報パラドックスに他にどんな答えがあるのでしょう？

[25] mixiユーザー 01月24日 00:34

あと地平線ではなく地平面です。線の形のブラックホールはありませんよ。

[26] mixiユーザー 01月24日 00:56

>＜時間が極限まで引き延ばされた落ち込む側＞から見ると＜一瞬
>で起こる＞ことになります。つまり完全に事象の地平面に達する
>前にブラックホールは蒸発するわけです

僕はその本を読んでないのでどのような理論体系で、導き出されているのか
よく分かりませんが、少なくとも一般相対論の解としては、有限時間で
落下します。それはどのような参考書でもそうなってます。
ただ、たしかに地平面に降り積もった状態という理論も考えられていると聞
いたことがあります。ちゃたろうさんのおっしゃっているのもそっち方面の
解釈なのかも知れません。ただし、そのためには一般相対論とは
異なるものを用いないといけないように思います。なぜならホーキング輻射
自体、一般相対論のみからの帰結ではないからです。

>情報パラドックスに他にどんな答えがあるのでしょう？

2000年に出されたトンネル効果を利用した解釈があります。
事象の地平面を極とし複素積分して求める方法ですが、近年非常に
物理的イメージがわかりやすいということで好まれている考え方の一つです。

>あと地平線ではなく地平面です。線の形のブラックホールはありませんよ。

そうです。ただ、慣例的に地平線と書いているだけのことですよ

[27] mixiユーザー 01月24日 01:28

あのあとちょっと調べたんですが、、、
どうもよく分かりません。。

そこであすにでもその本を立ち読みしてこようと思ってます☆

[28] mixiユーザー 01月24日 12:10

もしブラックホールが実際には何も飲み込めないとすると。
ブラックホールをＸ線やガンマ線で観測する、という現実と矛盾しませんか？

[29] mixiユーザー 01月24日 19:40

>ちゃたろうさん
上記ではかなりきつい物言いになってしまったことをお詫びします。

今日、BLUEBACKS「ホーキング虚時間の宇宙」をざっと立ち読みしたん
ですがちゃたろうさんのおっしゃってることが見つからなかったので
買ってきました＾＾

それで改めて質問なんですが、
「＜時間が極限まで引き延ばされた落ち込む側＞から見ると＜一瞬
で起こる＞ことになります。つまり完全に事象の地平面に達する
前にブラックホールは蒸発するわけです」
と言ってられるその根拠の部分がどうしても見つかりません。
できればその本の何ページに書かれているのか教えていただけませんか？

[30] mixiユーザー 01月25日 04:11

ブラックホール関連のもの（と言っても「ニュートンムック」とか「ホーキング、宇宙の全てを語る」のブラックホールの項目といった一般向けのものですが）を読み返してみたのですが、飲み込まれる側は普通に地平面を越えて落ちていくとしか解釈できないのですが？

それと、観測によって超巨大ブラックホールの存在も示唆されていますが、そういったブラックホールはブラックホール同士の衝突＆合体による成長を考えないと説明できないともあります。

相対性理論で時間が絶対座標ではなく観測者により違うという事が判明している以上、仮に事象の地平面を見ることが出来たとしても（実際は可視光が出ない以上見えないでしょうけど）、「時間停止」になるのは「観測者から見た場合のみ」という解釈が妥当だと思えるのですが？

[34] mixiユーザー 03月10日 19:37

＞おとーさんさん
シュヴァルツシルト半径内に取り込まれる場合でも光速を超えるわけではありません。
また加速による質量増加は相対的質量の増加であって固有の静止質量が増加するわけではありません。

なので取り込まれる側が重力崩壊を起こすことはないはずです。
潮汐力でいずれは完全に引き裂かれはするでしょうけど。

＞ああああさん
なぜ「観測者」が死ぬんです？
それとも適当に言ってるだけですか？

[35] mixiユーザー 03月11日 07:06

基本的なイメージを教えてください。

「特異点がリング状」

というのは、特異点が点でなく、ドーナッツ状になっているということでしょうか？
そうだとすると、ドーナッツの穴の部分はどんなことになるのでしょう？

[36] mixiユーザー 03月11日 08:47

＞ドーナッツの穴の部分はどんなことになるのでしょう？

これ解っていません。
トピ本題に書いたように「他の宇宙に繋がっているかもしれない」という仮説はありますが、あくまで仮説ですしね。
そもそもシュヴァルツシルト半径の内側の事は検証のしようもありませんし。

[38] mixiユーザー 06月25日 15:09

＞Lさん

>相対性理論で時間が絶対座標ではなく観測者により違うという事が判明している以上、仮に事象の地平面を見ることが出来たとしても（実際は可視光が出ない以上見えないでしょうけど）、「時間停止」になるのは「観測者から見た場合のみ」という解釈が妥当だと思えるのですが？

最終的に外の観測者と比べることになるので、外の観測者から見て「時間停止」なら、当人にとっては一瞬のはずです。
事象の地平面の内側に入ったら観測者は外の観測者から見たら光速で移動しているのと同じことになるので、
時間が停止しています。
で、もしブラックホールから脱出することができたら、
光速から常速（？）に戻るので、止まっていた時間が動き出すはずです。
で、この時、外の観測者と握手すると、双子のパラドックス状態になっているはず。

って、論点合っているかな？
ちゃんと理解できているのは特殊相対性理論くらいなので。

＞ドーナツ状の真ん中

釣り合いがとれる場所は点でしかないので、ドーナツめがけてバラバラに引き裂かれることになると思います。
（合掌）

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