ホワイトホールは存在する!?ブラックホール雑学7選!


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 どうも、てけてけです。

 

 前回に引き続き、宇宙雑学です!

 

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 今回は特にブラックホールに関する雑学を紹介したいと思います。

 

 

 途中に難しい用語をもあったりすので、今回はウィキペディアなどの外部リンクを貼っておきます。気になる方は調べてみてください。

 

 

 

 

 

ブラックホールは穴でなく、天体

 

 

 こちらは、前回も紹介しました。

 

 

 ブラックホールは、超高密度でかなりの重力も兼ね備えているため、光を含むすべての物質を吸い込んでしまいます。

 

 

 小さいものでは、直径は数十キロしかないにも関わらず、太陽の質量の3、4倍あるブラックホールもあるようです。

 

 

 人間の心理として、大きいものほど重いという感覚があるため、この地球より小さいけど太陽の何倍も重いものは想像しにくいと思います。

 

 

 

 まぁイメージとしては、生まれたての赤ちゃんが体の大きさは通常であるにもかかわらず、体重300キログラムあるみたいなものでしょうか(適当です)。

 

 

 それほど、ブラックホールとは超高密度なのです。

 

 

ブラックホールの存在可能性

 

 

 ブラックホールの存在する可能性が初めて示唆されたのは、18世紀後半でピエール=シモン・ラプラスが光もニュートンの万有引力を影響を受けるとすると「質量と密度がかなり大きければ、その重力が光をも抜け出せなくなるに違いない」と推測したのが由来だそうです。

 

 ただ当時はまだ光は粒子ではなく、ヤングの実験から波動(波)である考えが強く、この考えは否定されました(この論争は科学史においてかなり大事です)。

 (現在では、光は粒子でもあり波でもあるという二面性持つことが分かっています)

 

 もちろん、当時はまだ「ブラックホール」という名前は存在せず、ブラックホールの存在自体も学者たちがさまざまな議論を重ねますが、最終的にブラックホールという名前が初めて名付けられたのは、1964年のアメリカ科学振興協会による会議で、あるジャーナリストが名付け、その後にジョン・ホイーラーが世に広めたとされています。

 

 ちなみに、ブラックホールが名付けられる前は、「コラプサー(崩壊するもの)」と呼ばれていました。

 

 

 実際に存在することが証明されたのは、1990年代で、2019年にはブラックホールの直接観測も成功しています。

 

 

 

ブラックホールに吸い込まれたらどうなる?

 

 これは、だれしもが抱く疑問だと思います。

 

 基本的にはまだどうなるか分かりません。というのも、誰も吸い込まれたことがないですし、吸い込まれている状態を見たことがある人はいないからです。

 

 ここからはあくまで仮説です。

 

 もっとも有名なものが、スパゲッティ化現象です。

 この仮説は、たとえ自分の足のような距離が近いところでも受ける重力が違うため、スパゲッティのように体が細長くなってしまうという説です。

 

 次の仮説は、分裂説です。

 

 こちらは、人間の体は2つに分裂し、一つは燃えて灰になり、もう一方は無傷のままブラックホールに落ちていくという説だそうです。

 

 ほかにも、観測する人によって見え方が違うという考えなどもあり、やはり結論はでていないです。

 

 

 

 ただ、個人的には、スパゲッティになるにしろ、分裂するにしろ、ブラックホールの重力はすさまじく、アインシュタインの相対性理論により時間の流れも遅くなるため、直接的な死因は人間の寿命なのではないかと思います(どこかでこの考えを聞いたことがある気がします)。

 

 もしかしたら、中心に行く前に寿命で亡くなるというニュアンスだったかもしれません。

 

 

 

ホワイトホールは存在する?

 

 

 ホワイトホールは存在しないだろwと思われがちですが、存在の可能性は示唆されています。

 

 

 

 たしかに、存在したことを証明する証拠はまだないですが、おそらく存在するだろうと言われています。

 

 

 そもそも、ホワイトホールってなんだよ。という意見もありますが、ブラックホールがすべてを吸い込むのものであるので、ホワイトホールはすべてを放出するものということになります。

 

 

 

 

 ちなみに、かなりややこしいですが、ブラックホールを入口、ホワイトホールを出口とするならば、その間のトンネルであるワームホールも存在するとされています。

 

 

 

 ワームホールはある種のどこでもドア、ある場所を繋ぐテレポーテーションみたいなものだと思っておけば大丈夫です。

 

 

 

ワームホールがあれば、過去にもいける?

 

 

 「タイムトラベルは可能か?」という質問に対し、よくある回答は、

今はできないが、いつか『未来』にいくタイムトラベルは可能になる可能性がある

という回答です。

 

 つまり、未来に行くタイムマシンはいつか作ることができても、過去に戻るタイムマシンは永遠にできないであろう考えです。

 

 

 多元宇宙論(マルチバース)の考えはとりあえずおいておいて、今回は同一の地球でタイムトラベルは可能かどうか考えていみたいと思います。

 

 

 まず、未来に行く方法ですが、これは意外と簡単です。

 

 個人的に、睡眠もある種のタイムトラベルだと考えています。(笑)

 

 目が覚めたら8時間経っています。

 

 

 

 さて、冗談はこれぐらいにして、まずロケットを作ります。

 

 ロケットで光速に近いスピードで1年地球の周回します(かならずしも地球を周回する必要はない)。

 

 すると、地球では特殊相対性理論により何年も経っていることになります。

 

 

 これは、高速に近いスピードで動けば動くほど、経つ時間がゆっくりになるため、1年周回して、地球に帰ってきたら、10年や20年、50年、100年経っているということです。

 

 

 これは一般にウラシマ効果などとも言いますね(物理用語ではないようです)。

 

 これは浦島太郎が7日間竜宮城で過ごしたにも関わらず、現実では何年間も経っていたのと似ているためこのような名前が付きました。

 

 とりあえず、未来に行くためには、速い乗り物に乗ればいいということはわかりました。

 

 

 では過去に行くためにはどうすればいいでしょう。

 

 ここで活躍するのがワームホール

 

 今回はわかりやすく、どこでもドアということにします。

 

 まず西暦3000年にどこでもドアができたとし、出入り口を地球とロケットの中に作ります。

 

 1、1年間ロケットが光速に近い速度で動きます(今回は50年の差が出るようにな速度で動くことを仮定)。

 

 2、ロケットは3001年、地球は3051年になっています。

 

 3、3051年に地球にいた人がワームホールに入り、3001年のロケットの中に入ります。

 

 4、ここで再びロケットの中からワームホールで地球に戻ると3001年の地球に戻ることができる

 

 という仕組みです。

 

 ロケットと地球の時間がずれていても、ワームホールが繋いでいるものは、両者の同じ時間です。

 

 これがノーベル物理学賞を受賞したキップ・ソーン氏によるワームホールを使った過去へのタイムトラベルの方法ですが、仮に実用化できたとしてもタイムマシンができる前の時代に行くことはできません。

 

 

 

ドラえもんのどこでもドアとタイムマシンは同じ原理?

 

 

 さきほど、説明したとおり、ワームホール(どこでもドア)があれば、過去にいけることが分かりました。

 

 

 また、かなりのスピードで移動する乗り物に乗れば未来にいけるとも述べましたが、テレポーテーションもある意味かなりの速度で移動していることと同じ意味として扱えるでしょう。

 

 

 つまり、物理学的にはどこでもドア(ワームホール)はタイムマシンになるのです!

 

 

 ドラえもんは意味のないものを秘密道具で作っていたわけですね!!!

 

 

 しかし、注意しなければならない2点ありました。(笑)

 

 

 以下では、どこでもドア式タイムマシンの注意点を述べていきます。

 

 1、そもそも、どこでもドアが開発された前の過去には行けない。

 

 先ほど説明したように、紀元前や戦国時代に行くことは、どこでもドア式タイムマシンではいけないです。

 

 2、どこでもドアのルールで内臓されている宇宙範囲内で10光年以内の場所にしか移動できない。

 

 私自身、ドラえもんはあまり詳しくないですし、直接計算はしていないですが、どこでもドア式タイムマシンでは、過去にも未来に行くにも制限があるみたいですね。

 

 

 いずれにしろ、タイムマシンがあり、場所指定が可能ならば、どこでもドアは不要だと思います。(笑)

 

 

一番近くにあるブラックホールは?

 

 ブラックホールの話に少し戻しましょう。

 

 地球から一番近いブラックホールは「HR6819」というブラックホールで、1000光年離れていると言われています

 

 正直、どれくらい遠いのか想像しがたいですが、地球から太陽の距離を髪の毛1本と仮定すると、HR6819までの距離は6.4kmだそうです。

 

 

 まぁ遠いということが分かりましたね!(笑)

 

 

まとめ

 

 いかがでしたか?

 

 ブラックホールはまだまだ未知なことが多くて難しいですね。

 

 しかし、分からないからこそ引き込まれるものがあります。

 

 ではでは。

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