宇宙の惑星はどのようにしてブラックホールに「食べられる」のでしょうか?結局どこに行くんですか？

ブラックホールは宇宙における究極の天体とみなすことができます。しかし、この「死体」は老衰で死んだ後も静かに留まったり、ゆっくりと腐って消えたりするのではなく、多くの心霊映画やテレビ番組、伝説のように「復活」するのです。

ブラックホールが「復活」する理由は、その極端な曲率により、極端な重力が発生し、ブラックホール自身よりも質量の大きい星などの天体を含む、ブラックホールの近くにあるすべてのものを引き裂いて飲み込み、最終的には跡形もなく消滅させるためです。ブラックホールの周囲に飲み込むものが何もなくなると、ブラックホールは消えて見えなくなります。

では、飲み込まれた天体の物質はどこへ行ったのでしょうか?多くの友人はこの現象に非常に困惑しています。物理法則によれば、物体は理由もなく消えることはありません。ブラックホールは物理法則に違反しますか？

実際にはそうではありません。実は、ブラックホールはアインシュタインの一般相対性理論によって予言された不思議な天体であり、一般相対性理論は現代物理学の基礎となっています。これは、ブラックホールが物理学の推論に一致する存在であり、アインシュタインの場の理論の必然的な結果であることを示しています。

アインシュタインのこの推論は、同時代の科学者カール・シュヴァルツシルトによってさらに解明され、彼は1916年に一般相対性理論が発表された直後に、質量の臨界半径特性値を実証しました。つまり、質量を持つあらゆる物体には臨界半径値があるということです。一定の力で極限まで圧縮すると、つまり自身の臨界半径の範囲まで圧縮されると、奇妙な現象が発生します。

この奇妙な現象は、物質が中心にある無限に小さな特異点に無限に崩壊するというものです。この特異点の密度は無限大、温度は無限大、曲率は無限大です。無限の曲率により、この特異点は周囲に球状の空間を形成します。この球状空間の半径はまさに質量の臨界半径です。いかなる物質もこの半径に近づいて入ると、戻ることはできません。脱出速度が毎秒30万キロメートルに達する光も例外ではありません。

この臨界半径の値はシュワルツシルト半径と呼ばれ、この球状の空間はブラックホールと呼ばれます。この球状の空間は、その質量に比べて非常に小さいです。計算式は R=2GM/C^2 で、R はシュワルツシルト半径、G は万有引力定数、M は物体の質量、C は光速です。

この式によれば、太陽のシュワルツシルト半径は約 3 キロメートル、地球のシュワルツシルト半径は約 9 ミリメートルであると計算できます。原子を含むあらゆる物質には臨界質量点があります。この理論は科学的な観察と実験によって確認されており、疑問の余地はありません。

ブラックホールに入った光は逃げることができないため、光に頼って世界を観察する人間はブラックホールを見ることができません。人類が現在ブラックホールを観測できるのは、ブラックホールが貪欲だからです。貪り食う過程で周囲の物質が激しく衝突し、強烈な光や様々な光線を噴出する。これらの可視光とブラックホールを取り囲む高エネルギー光線に基づいて、人々はブラックホールの姿を垣間見ることができます。

実際、ブラックホールの大きさは主にシュワルツシルト半径の大きさを指し、これはブラックホールの質量に比例します。ブラックホールの本質は、中心にある特異点です。すべてのブラックホールの質量に関係なく、特異点は無限に小さく、つまり、それがどれだけ小さいかを測定することは不可能です。球状のシュワルツシルト半径は、実際には空の重力場空間です。

そういえば、友人たちはブラックホールに飲み込まれた天体の物質がどこに行くのか知っているはずだよね？簡単に言えば、すべてのものは私たちが理解できる最小の粒子よりも小さな物質に押しつぶされ、中心にある特異点に落ち込みます。この特異点は限りなく小さいですが、消えることはありません。これは、ブラックホールの質量が物質を飲み込んだ後も増加し続け、シュワルツシルト半径も増加し続けるという事実によって証明できます。

ブラックホールの内部の様子を覗くことはできませんが、ブラックホールのシュワルツシルト半径の大きさや活動を観測することで、ブラックホールの質量、角運動量、電荷などの物理量を得ることができます。これは、私たちの世界のブラックホールが依然として物理法則に従っていることを示しています。

特異点が何であるかについては、現在の科学では説明できません。なぜなら、現代物理学の研究では、特異点は私たちの世界理論では説明できない超空間の物質であると考えられているからです。より標準的な言い方は、現代物理学は特異点で失敗するというものです。

それにもかかわらず、多くの科学者がブラックホールの特異点についてさまざまな推測を提唱しています。最も影響力のあるものは次のとおりです。

1. ブラックホール特異点は時間と空間のもう一つの交差点です。物質はブラックホール特異点から消え、別の時間と空間にあるものになります。

2. 宇宙の本来の特異点は、量子真空のランダムな変動の産物である。それは巨大なエネルギーを持つ正と負の仮想粒子です。ランダムにペアで出現し、お互いを全滅させます。このランダムな不完全性と非対称性により、それらのいくつかは消滅せず、宇宙が誕生します。

3. 物質はブラックホール特異点から消え、別の時空に移動し、時空内の別のブラックホールから放出されます。

これらの説明はどれもそれぞれに長所があるが、ブラックホール物質の行き先に関してどれも一貫性がないように見え、まだ証拠はない。物質はブラックホールに入ると消滅するように見えるため、ブラックホールの外でも質量、角運動量、電荷、曲率という少なくとも 4 つの物理量を観測することができます。これは、ブラックホールに吸い込まれた物質がま​​だ内部に残っており、消滅したり別の時空に移動したりしていないことを示しています。

ブラックホールがすべてを飲み込むほどの強力な力を持つのはそのためです。したがって、ブラックホールの特異点の問題を説明できる実際の理論はまだ存在せず、それは永遠に謎のままである可​​能性があります。どう思いますか？議論を歓迎します。

これはSpace-Time Communicationからのオリジナル記事です。著者の著作権を尊重してください。ご理解とご協力をよろしくお願いいたします。