ブラックホール
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ブラックホール Last Modified: 2026-03-31 23:29:09Category
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  他の意味についてはブラックホール（東音異義語）文書をご注意ください。ブラックホールBlack Hole[ 広げる・折る ]構造重力特異点・事件の地平線・光球・エルゴ領域・ジェット用語ホッキングコピー・密集性・スパゲッティ化・ティプラ円筒・エディントン光度・ブラックホール情報パラドックスその他タイプ、ワームホール、ホワイトホール、マイクロブラックホール、ダブルブラックホール人物ロジャー・ペンローズ・スブラマニアン・チャンドラ・セカール・スティーブン・ホッキング・ジョン・アーチボールド・ウィーラー・ジュリアス・ロバート・オッペンハイマー・カール・シュワルツ・シルト・キープソン文書付きブラックホールアーチェリーA*・Powewe・Swanjari X-1・S5 0014+81・XteJ1650-500・Tonantzintla 618・Phoenix A2019年4月11日に撮影したM87*NASAがコンピュータグラフィックスで作成したM87 * #1. 概要2. ブラックホールの初期概念3. 近代的な概念3.1. 重力の幾何学的理解3.2. ブラックホールの条件3.3. ブラックホール周辺の時間と空間3.4. ブラックホールの基調力3.5. ブラックホールと他の天文重力ゾーンのアイデンティティ4. ブラックホールの構造4.1. 重力特異点4.2. 事件の地平線4.3. 官権（エルゴ領域）4.4. 光球4.5. 沈着円盤4.6. ジェット5. ブラックホールの形成5.1. 遠い未来5.2. 恒星の崩壊5.3. 中性子による衝突5.4. 超大質量ブラックホールの場合6. ブラックホールの最後7. 研究の歴史7.1. 名称7.2. ブラックホール撮影8. ブラックホールの種類9. 活用構想10. その他11. 関連文書12. ツアー枠

1. 概要

ブラックホール（black hole）は重力が非常に強く、光を含むいかなる物質・情報も脱出できない時空間上の重力特異点が現れた天体だ。[1]一般に重い恒星の寿命が尽きたときに重力崩壊過程を通じて作られる。重力特異点を中心に形成される球体の境界内部の光が外には伝わらず、外部の観測者が見るとまるで空間が空白の暗黒のように見え、ブラックホールと名付けられた。現宇宙では表面温度がほぼ0Kの密集性である。[2]ブラックホールはいかなるものも放出することができないため、宇宙のどの場所でも同様の温度で出てくる。

2. ブラックホールの初期概念

ブラックホールは、最初は光を逃れることができなかった天体として最初に提案されました。 1783年、ジョン・ミッチェルは、脱出速度の概念を使用して、古典的な意味でブラックホールの概念を説明しました。この星の光は、私たちに届かないので黒いボールのように見えますので、彼はそれを「ダークスター」と呼びました。これは現代物理学のブラックホールに似ていますが、異常の概念によって特徴付けられます。まず、古典力学からの脱出速度とは、天体から永遠に離れるために地面から物体が持たなければならない最小速度を意味する。これをvev_eve​というと、天体から無限に遠ざかった時（r/m→∞r/{\rm m} \rightarrow \inftyr/m→∞）スピード0 m/s0{\rm\,m/s}0m/sそうなると言えます。次に、機械的エネルギー保存の法則によって12mve2−GMmR=0 J\dfrac12m{v_e}^2 - \dfrac{GMm}R = 0{\rm\,J}21​mve​2−RGMm​=0Jになる。 （RRRは天体の半径である。） したがって、ve=2GMRv_e = \sqrt{\dfrac{2GM}R}ve​=R2GM​​になる。 もし、ve≥cv_e \ge cve​≥c (cccは光束）ならば、この天体の脱出速度は光束となり、光すらも抜け出せない天体となる。これらの条件を持つためには、天体の半径RRRこれは次の条件を持つべきです。R≤2GMc2R \le \dfrac{2GM}{c^2}R≤c22GM​したがって、 「星が所与の質量に対して十分に小さい半径を有する場合、ブラックホールのような性質を有する」と推測することができる。これは古典的な説明ですが、実際に現代物理学の方法で計算した半径もこれと同じ値を導き出します。「まったく光を置かない星」の概念は矛盾しており、もっともらしいので、物理学者の関心を刺激しました。この目に見えない星をどうやって観察できますか？ジョン・ミッチェルは、周りに別の星がある場合、この星には重力があり、彼らがより多くの軌道を示すなら、犯人はこの暗い星になると説明しました。

3. 近代的な概念

これまでのところ、ブラックホールを簡単に理解するために、古典的なメカニズムの脱出速度の概念を使用しましたが、ブラックホールの実際の特性の中には、古典的なメカニズムの概念と一致しないものがあります。たとえば、古典的なメカニックでは速度の制限はありません。したがって、光の速度よりも速く移動すると、ブラックホールから逃げることができます。しかし、20世紀初頭に導入された現代の機械システムである相対性理論によると、光より速く移動する物体は存在しません。したがって、物体がどんなに動いても、ブラックホールの内側からは一歩も外側に動くことができません。3.1. 重力の幾何学的理解ブラックホールのより多くの性質を理解するためには、まず現代的な重力の概念に慣れる必要があります。現代物理学では、重力を説明するためにアルベルト・アインシュタインが1915年に発表した一般相対性理論（ general relativity ）を利用する。一般相対性理論では、重力を一次元時間と三次元空間を結合した四次元の幾何学的連続体、いわゆる時空間の歪みとして説明する。言い換えれば、質量が周囲の4次元時空間を歪ませると、このように作られた時空間「地形(geometry)」に沿って周辺物体が落ちることを重力と見なすのだ。力としての重力（ニュートン、機械モデル）と時間と空間の歪み（アインシュタイン、幾何学モデル）の説明は、単に視点の違いのように見えるかもしれません。アインシュタインのモデルがニュートンのモデルよりもはるかに正確であるという事実は、多くの観察実験ですでに証明されています。特に、重力が非常に強いブラックホールと同じ環境では、ニュートンの理論は非常に不正確になり、説明力を失います。
  • ゴム版モデル現代物理学で見られる重力を説明する際には、ゴムシート模型とも呼ばれる視覚的な比喩がよく使われ、さまざまな科学館で共通して体験することができます。幅の広いゴム板を用意し、その上に重いスチールビードを乗せるとビードによりゴム板に深い溝ができます。そうすると、ゴム板の上を動く小さなビーズは、空洞に吸い込まれるように動きます。ビデオ言い換えれば、鉄の虫の存在はゴム板の表面を歪め、粒子はゴム板の表面に沿って移動し、経路が歪んでいます。これは、現代の物理学が考える重力の原則です。鉄の虫が重力であると思われる場合、ゴム板は時空であり、小さなビーズは重力粒子であり、上記の組成は一度に要約されています。ゴム板は2次元空間ですが、曲率の概念は同じ3つの次元概念と4次元の概念で導入できます。後ろから少しの数式を動員してブラックホールを再誘導するが、ここでは一応定性的なアプローチでブラックホールを理解してみよう。 ゴム板の歪みは、体積が等しいときに鉄玉の質量が大きいほど、あるいは逆に質量が等しい場合、鉄玉の大きさが小さいほど大きくなる。 すなわち、時空間（ゴム板）が歪む程度は、天体（鉄玉）の密度によって決定される。 天体の密度が限界以上に大きくなると、時空間は穴が開いたように凹みが無限に持続する形になり、その結果、周囲を通り過ぎていた粒子がここに落ちると再び出てこない地径に至る。 これがまもなくブラックホールです。
  • 注意すべき点すべての科学モデルがそうであるように、このモデルが一般相対性理論が説明する重力のすべての面を鮮明で正確に見せると考えてはならない。 このモデルであまりにも多くの直観を得るために、むしろ誤った情報を植えることができるので注意する。 代表的には次の点がある。
    1. 上のたとえでは、鉄球（質量）を下に引っ張る力、つまり重力があるため、布（時空）が下に引っ張られますが、実際には、時空連続体を歪ませるのは質量に作用する重力などの外力ではありません。質量物体の質量自体が時空連続体を歪めます。
    2. 物体が敗れた側に引き寄せられるのは、敗れた所がさらに下にあるためではなく、板時期の屈曲そのもののためだ。
    3. 上記のたとえ話では、空間的な歪みは空間が3番目の方向に曲がっているように見えますが、厳密に言えば、観測は鉄の玉が上がった布を上から垂直に下げることに限定されるべきです。 第３の方向に曲がるのは、絶えず鉄玉が布を引っ張るのをそれほど似て表現したものに過ぎない。
    4. 上のモデルは、曲がった「空間」に置かれた球の「時間に沿った」動きで説明されているが、実際の重力は、曲がった「時空間」に置かれた２つの（時間概念がない）平行線の距離関係として説明される。つまり空間が曲がって軌跡が曲がるのではなく、時空間が曲がっているため通過できないのだ。光は重力が何であれ速度が一定であるため、単に空間だけが歪んでいると、いつか脱出することになる。
    5. 小さなビーズがゴム板をより大きく曲げるのは圧力が一箇所にもっと集中するためです。 しかし実際には質量が同じであれば、同じ位置で時空間が曲がった程度は同じである。 ただ、奥に行くほど徐々に曲がる程度が大きくなり、一般的な天体は表面積が大きく、もはや天体中心に近づくことができない。 いわゆるブラックホールとは、表面積が十分に小さく、時空間が歩行できないレベルに歪む領域まで外に露出するために現れるものである。
    色々と誤解を多く呼び起こす模型だが、人為的な力ではなく空間の曲率を利用しても軌跡を曲げることができるということだけ理解して渡れば十分だ。
3.2. ブラックホールの条件一般相対論は、標準的な高校物理学教科書で舐めに教える理由がある。きちんとした数式を一つでも扱うには、まもなく大学の高学年水準の微分幾何学の知識が求められるからだ。しかし、特定の重力場の幾何学的意味を簡単に見ることはある程度可能です。ここでは大まかに言及したが、式の具体的な解釈については一般的な説明はアインシュタイン方程式、特に下記の式についてはシュワルツシルト計量およびシュワルツシルト座標系文書を参照する。以下の方程式は、回転していない天体の周囲の時空を「一次元」で表しています。実際のブラック ホールに適用するには単純すぎますが、ブラック ホールの基本的な性質を説明するには十分です。ds=−r−2GMc2r(c dt)2+rr−2GMc2 (dr)2dτ=r−2GMc2r (dt)2−rr−2GMc2 (drc)2\begin{aligned} {\rm d}s &= \sqrt{-\frac{r-\dfrac{2GM}{c^2}}r(c{\rm\,d}t)^2 + \frac r{r-\dfrac{2GM}{c^2}}\,({\rm d}r)^2} \\ \\ {\rm d}\tau &= \sqrt{\frac{r-\dfrac{2GM}{c^2}}r\,({\rm d}t)^2 - \frac r{r-\dfrac{2GM}{c^2}}\,{\left(\frac{{\rm d}r}c\right)}^2} \end{aligned}dsdτ​=−rr−c22GM​​(cdt)2+r−c22GM​r​(dr)2​=rr−c22GM​​(dt)2−r−c22GM​r​(cdr​)2​​シュヴァルツシルト時空間ここからrrrはほぼ天体からの距離を表す。GGGは重力定数、cccは光束を表す。 ここで唯一の変数は、中心天体の質量MMMそして、時空間の幾何学的構造は、中心星の質量だけが決まると完全に決定される。
  • 式を読む方法ブラックホール遠くから安定した軌道を回っている宇宙ステーションでブラックホールに向かって探査船を送る状況を想像してみよう。 探査船が各瞬間にs,τs, \taus,τという実空間と時間の流れを感じている間、宇宙ステーションは実験過程中に探査船が通過する事象の左寄り値(t,r)(t, r)(t,r)を感じて記録する。 この式は、2つのイベントの左側の値の違いです。(dt,dr)({\rm d}t, {\rm d}r)(dt,dr)と探査船が感じられる(dτ,ds)({\rm d}\tau, {\rm d}s)(dτ,ds)の関係を示す。 一方、2つの式の根の内側の式は事実（係数c2c^2c2を除いて）のようです。(dt,dr)({\rm d}t, {\rm d}r)(dt,dr)を代入したときに出てくる符号によってこれが時間差（dτ{\rm d}\taudτ）を示すか、距離差（ds{\rm d}sds）を示すかが分かれるのだ。一般的な状況では、r>2GM/c2r > 2GM/c^2r>2GM/c2である。 したがって、以下の関係を得る。
    • 探査機が空間上で停止しているとき、つまりdr=0 m{\rm d}r = 0{\rm\,m}dr=0m時dτ=1−2GMc2r dt{\rm d}\tau = \sqrt{1-\dfrac{2GM}{c^2r}}{\rm\,d}tdτ=1−c2r2GM​​dtである。
    • いずれかの時点で（探査線を基準に）2点間の距離dt=0 s{\rm d}t = 0{\rm\,s}dt=0sだからds=11−2GMc2r dr{\rm d}s = \dfrac1{\sqrt{1-\dfrac{2GM}{c^2r}}}{\rm\,d}rds=1−c2r2GM​​1​drである。[3]
    rrr左寄り値を実際の距離（ds{\rm d}sds)に換算すると、シュヴァルツシルト空間は赤い曲線で表されます。[4]これは「一般的な状況で」tttが時間座標であることを、rrrこれが空間座標であることを示しています。 もちろん、すべての粒子は時間座標が片側にのみ「流れる」方向に移動し、したがってttt座標が増加する方向にのみ移動します。 しかし、その理由は、見ての通り座標の名前が「tttだから「ではなく、dt,dr{\rm d}t, {\rm d}rdt,dr前の係数の符号による。 もしサインが変わったらどうなりますか？ これはブラックホールと決定的な関係がある。
  • ブラックホールの条件今天体の表面r=2GMc2r=\dfrac{2GM}{c^2}r=c22GM​の球面を露出させる場合を想像しよう。決して一般的であるとは言えない条件ですが、これはおおよそ太陽（正確には太陽質量）3 km3\rm\,km3kmより小さい半径で収縮することを意味する。 しかし、いったんこのような条件が作られれば、初めて現代的な意味で私たちがブラックホールと呼ぶべき時空間環境が造成される。 その理由は次のとおりです。r=2GMc2r=\dfrac{2GM}{c^2}r=c22GM​内部ではdt{\rm d}tdtとdr{\rm d}rdr前の係数の符号が逆になりますtttはスペースを、rrr銀時間を表すものに変わる。 したがって、この中に置かれた粒子（光を含む）のrrr座標はまるで時間のようにrrrこの縮小方向（原点に近い方向）にのみ「流れる」性質のものに変わる。 したがって、どんな方向に出発しても絶対に外に進むことができず、内側にだけ落ちることになる。 この表面を事象の地平線と呼ぶ。 このように内部に進入すると再び脱出する方法がなくなる事件の地平線内部を通常ブラックホールと呼ぶ。
3.3. ブラックホール周辺の時間と空間NASA Goddard Media Studiosで再現されたブラックホールソースさて、ブラックホールの周りの時間と空間をどのように理解できるかを見てみましょう。 （しかし、以下の議論は一般的な天体にも当てはまる言葉です。）ここでは、rrr小さくなるほど1−2GMc2r<11-\dfrac{2GM}{c^2r}<11−c2r2GM​<1の値も小さくなる。 したがって、これから以下の定性的関係を得ることができる。
  • ブラックホールに接近した物体の時間はゆっくりと流れると観測される。 (dtdτ\biggl(\dfrac{{\rm d}t}{{\rm d}\tau}(dτdt​増加)\biggr))探査船がブラックホールに1時間程度しか近づいてから停留所に戻ったとき、停留所では数日、数ヶ月が過ぎた可能性がある。 このような時間遅延効果は、探査機が事件の地平線に近づくにつれてますます深刻になり、最終的に探査機が地平線に触れるのを見るには、停留所では「無限大の時間」が必要です。 つまり、宇宙ステーションで見たとき、探査船（とその中を流れる時間）は徐々に遅くなり、地平線の鼻の前ではほとんど止まってしまう。 つまり、探査船が地平線を越​​えることは絶対に見られない。 しかし、地平線に落ちる探査船は、地平線に到達するのに「有限の時間」がかかり、事実通過した後も有限の時間内に重力特異点に接近し続けることができる。
  • ブラックホールに接近した物体から出た（反射された）光は赤色になる。光の赤ずみ効果は事実時間遅延と関連が深い。 なぜなら、赤の方が波長が長くなったことを意味しますが、波長と振動数は反比例するからです。 すなわち、ブラックホール付近から出た光は、停留所で振動数が遅くなり、波長が長くなる。 光はエネルギーが振動数に比例するので（E=hfE = hfE=hf）、エネルギーも失う。 このため、強度も減少して暗くなります。したがって、ブラックホール付近の探査線から出た（反射された）光は波長が徐々に長くなり、探査線の青色は赤色に見えるようになり、極端には可視光領域にあった光がラジオ、電波波長帯にひどく増えていきます。これにならない状況も想像できる（沈着円盤から放出された光が見えるドップラー効果とは異なる話だ）。
  • ブラックホールに近づいた物体が移動した距離は短く観測される。 (drds\biggl(\dfrac{{\rm d}r}{{\rm d}s}(dsdr​削減)\biggr))停留所では、ブラックホールから近い点ほど同じ長さを短く測定する（長さ収縮）。 例えば、ブラックホールの近くでは、探査機は1 km1\rm\,km1km落ちたが、駅で10 m10\rm\,m10mを落としたと観測する式だ。 これは空間が（上の図のように）まるでピットのように歪んでいるため、自分が位置するところでのジャム同心円の周り、そしてブラックホールに近づきながらジャム「実際」の距離はその割合がπ\piπではなく、それより小さい。 言い換えれば、円周を使用して測定する見かけの距離は、実際の距離よりも短い。 この事件の地平線の近くでは、「瞬間的に」ランダムな距離0 m0\rm\,m0mで圧縮されてしまうが、実際の探査船は事件の地平線を上回るので、実際に無限大の距離が圧縮されているわけではない。
3.4. ブラックホールの基調力  関連文書：スパゲッティ化ブラックホールに落ちたとき、力学的次元で人が安全であるかどうかを見ることができる。 まず、ブラックホールの近くに置かれた人ができるだけ長く生き残るためには、落ちないように重力の流れに抵抗し、耐えるのではなく、そのまま自由落下をしなければならない。もし地球質量ブラックホールに100m以内まで近づいて、どこかブラックホールの質量に影響されない足場に「立っているなら」体重が約6万倍に増加するため、人の身体は到底持ち上がらず、黙死足や床に広がるだろう。しかし、ブラックホールで「落ちているなら」体重は0kgfになり、いったん何の力も受けられないことがある。これはアインシュタインの等価原理が知らせる一次的な生存教犯だ。スパゲット化を示す画像しかし、ブラックホールの重力特異点に近づくほど重力がより強くなるため、一定地点以上接近すれば必ず死ぬことになる。重力は、2つの物体間の距離の2乗に反比例するので、重力特異点に近づくほど、各身体部位ごとに作用する重力の差が大きくなるからである。だから足を下にして落下していると足にかかる重力が頭にかかる重力より大きく、この力の差が一定以上になると体が裂けて死になる。これは、基調力がブラックホール周辺で極端な形で発現するものであり、一般相対性理論用語で説明すると、ブラックホールが作る強力な時空間歪みで発生するものである。これは完全に自動化されたプロセスであり、どんな物体がどのように落ちても例外なくこの過程を踏むことになる。この過程があまりにも効果的な残りの単に増えると表現せずにスパゲッティ（細長いスパゲッティなら）面足のようになってしまうとスパゲッティ効果（spagettification）という単語もあるほどだ。小さなブラックホールがあれば、吸い込まれた人生のかさばるほど強くなります。それが一般的な星のブラックホールである場合、人間の生活はケースの地平線を横切る前に基調講演として死にます。ただし、クエーサーの中心にある太陽質量の最初の質量穴である場合、太陽と地区の地平線を通過した後、1,000秒（約15〜20分）生き残ることができます。何千もの太陽の潮と質量があるブラックホールがある場合、イベントの地平線を通過する時期に生き残ることができます。それがアメーバのような小さなサイズと質量の微生物である場合、イベントの地平線から重力の特異性に落ちている間、生きた時間は長くなります。この現象は、事象の地平面（距離）はブラックホールの質量に比例しますが、重力は距離の二乗に反比例するために起こります。つまり、ブラックホールの質量がn倍に増加すると、直径もn倍に増加します。このとき体積はn 3倍、密度はn -2倍になります。ブラックホールの質量が十分に大きい場合、たとえ事象の地平面内に吸い込まれた後でも、その物体は潮汐力の影響により破壊されるまで長時間落下しなければならない。詳細については、 Event Horizo​​nドキュメントを参照してください。一方、アインシュタイン方程式の予測によると、もし何かが回転するブラックホールに入ると回転するブラックホール（カーブラックホール）は重力特異点が環状であり、ブラックホールの中心に向かって自由落下する物体はこの重力特異点環を通過することもできるある。3.5. ブラックホールと他の天文重力ゾーンのアイデンティティBuckovのクリーンアップによると、ブラックホールの重力ゾーンは、同じ質量を持つ他の球状の天体の重力の権利と同じです。星とブラックホールには、自分の塊に対応する重力があり、星が崩壊してブラックホールになると、星が星であったときに吸う力が弱くなります。星が崩壊すると、ブラックホールは部分の一部であり、塊の残りの部分はどこにでも散らばっています。一般の人々は、しばしばブラックホールの「穴」と呼ばれ、何かを吸うか、別の次元に接続する穴として説明されます。ブラックホールの神話の主な原因である文字通り、何でも吸うことは、黒いホールの重力の一部に属するケースの地平線の内部に限定されています。ブラックホールは無限密度の重力特異性を持っていますが、最終的には、重力の特異性も、ブラックホールの質量の正方形に比例したケースの地平線の領域が熱力学的法則の形で観察されます。違反されていません。言い換えれば、ブラックホールは本質的にケースの地平線の外側からの物理学の法則と同じであるため、無制限に吸う真空クリーナーやポータルはありません。質量中心は、天体の重力と違いはありません。重力の特異性の密度は無制限ですが、観察者がブラックホールの質量を観察できる理由は、それがブラックホールの重力パワーの影響を受ける物質の挙動として推定されるためです。ケースの地平線の内側。一例として、ある日突然地球が同じ質量、質量中心のブラックホールになったと仮定しよう。[5]この地球質量ブラックホールの中心から元の地球の半径ほど離れた地点で受ける重力は、地球がブラックホールになる前に指標に受けた重力である1Gと同じである。当然、ずっと遠い月もブラックホールに吸い込まれず、以前のように地球質量ブラックホールを公転し、地球質量ブラックホールも以前のように太陽を公転する。つまり、ブラックホールが事件の地平線を越​​えたすべての物質を重力特異点に吸い込むのは事実だが、他の物体に対しては他の天体と同様に一般的な重力の影響しか及ばない。これは、恒星などの惑星以外の天体にも当てはまります。太陽が太陽質量ブラックホールに変わっても、質量中心が同じであれば、太陽系のすべての天体は太陽が存在していた時と同じ動きをし、グリーゼ710のように太陽系に突入する天体が同じ質量・重心のブラックホールに変わっても、太陽系への重力の影響は変わりません。

4. ブラックホールの構造

重力によって事件の地平線反対側の降着円盤光が私たちの目に見える原理をよく説明している。4.1. 重力特異点ブラックホール中心の穴を意味する。 一般相対性理論によれば、物質系は光束に限らず近づくことができても光束に到達することは不可能である。ブラックホールは非常に速く回転します。 ブラックホールのサイズをどのように定義するかによって異なりますが、それにもかかわらず、ほとんどのブラックホールは一見すると非常に速く回転します。 その音は、内部の中心は表面と比較して必然的に光束を超える速度で急速に回転することを意味します。 しかし、これは物理的に不可能です。 そこで代わりに回転力によりブラックホールの中心は外に徐々に広がりながら一種の穴となる。これを重力特異点あるいは「特異リング」ということだ。特異化周辺はエルゴ領域が活性化される。ロジャー・ペンローズは1965年に重力が常に人力として作用することと、光円錐が一般相対性理論に従って動く方式を用いて、重力崩壊する恒星は結局表面が0の大きさに収縮して重力特異点の中に捕らえられることを立証した。 。重力特異点に収縮した天体の表面積は理論上ゼロであるため、体積もゼロである。正確にはゼロというよりは無限所に近いと見れば良い。これにより密度と施工の曲率は無限大となる。ただし、一つ知っておくべきことが、重力特異点では時間が完全に停止してしまうので、体積が実際にゼロでない可能性が大きい。正確には、体積が0になる前にどこに時間が止まっているということ。中性子ごとにブラックホールに崩壊する瞬間、すでに重力特異点の時間は永遠に停止してしまうので、重力特異点の実質的な密度は少なくともプランク密度よりも低いだろう。一般相対性理論によれば、加速により発生する慣性質量と重力によって発生する重力質量は同一であり、特殊相対性理論によれば物体が加速を受けると受けるほど時間遅延現象が起こる。 故に、ブラックホールの重力特異点では時間が止まる。重力特異点では、少なくとも人間に知られているすべての物理法則が崩壊します。 しかし、ブラックホールの外側の観察者は物理法則崩壊の影響を受けないが、光を含むいかなるものも重力特異点で観察者に到達しないからである。 このような事実をもとに、ロジャー・ペンローズは「宇宙検閲官」仮説を提案した。 誰かが検閲をするように、重力特異点は事件の地平線によって常に隠されるということだ。計算上では事件の地平線に隠されていない、いわゆる露出重力特異点というものがあるかもしれない。 しかし、これらの暴露重力特異点は非常に不安定であり、最小限の乱れでも消えたり、事象の地平線に隠れてしまうため、実際には事件の地平線に隠されていない重力特異点は存在しないものと変わらない。大きくて周辺物質を多く吸収するブラックホールは、中心の重力特異点ではなく、他の重力特異点が存在する可能性があるという。 事件の地平線の内側では時間歪みがひどくなり、時間がかなりゆっくりと流れているため、長い間吸収された物質が事件の地平線の内側ではわずか数秒で吸収されたかのように圧縮され、[6] これらの質量の重力で重力特異点になる可能性があるという。 これを質量インフレ重力特異点という。[7] この重力特異点は既存のブラックホールの中心の重力特異点に比べると基調力が柔らかいほうで、ブラックホールに陥った人は生きて質量インフレ重力特異点に会う可能性があるという。[8]4.2. 事件の地平線  詳しくは事件の地平線文書をご注意ください。事件の地平線、英語ではイベントホライゾン（event horizo​​n）。事象、つまり「観測可能な現象が起こる境界」という意味だ。スティーブン・ホーキングとロジャー・ペンローズはブラックホールを「そこから脱出できない事件の集合」と定義した。これによれば、ブラックホールの境界はブラックホールから抜け出しても、ブラックホールに吸い込まれずに永遠に回っている光子によってその地平線が現れることができる。この定義は熱力学の第2法則を無視しません。熱力学第2法則は宇宙全体の無秩序度が増加する法則だからだ。また、時々実は私たちの宇宙が一つのブラックホールではないかという議論を繰り広げる時によく引用される。脱出できないのはひとつひとつだから。さらに、事件の地平線内部にはそれぞれ異なる物理法則が支配する小宇宙が存在するという変種もある。詳細に説明すると、イベントの地平線とは、ブラックホールに吸い込まれ始めるイベントが発生する可能性がある点の集合であると説明することができ、それによって吸い込まれない粒子によってその実体が明らかになる可能性があります。さらに、このイベントの地平線の粒子は小さな衝撃にも吸い込まれます。このように物質が何らかの方法でブラックホールに吸い込まれると、事件の地平線は大きくなり続ける。これは減少せずに増加し続ける熱力学の第二法則と非常に似ています。プリンストン大学のヤコブ・ベッケンシュタインは、事件の地平線の広さがブラックホールのエントロピーを測定する尺度だと主張した。ただし、これには致命的な欠陥がありましたが、ブラックホールがエントロピーを持っていればコピーを放出しなければなりません。一般的にブラックホールは物体を吸い込んで放出しない天体だと思われたが、スティーブンホッキングによりブラックホールでもコピーが出ていることが分かった。量子力学、正確に不確定性の原理では、真空さえも完全に空ではないと言う。量子力学的観点から、真空は粒子と搬入者の双生成と双消滅が起こる空間であり、この証拠でカシミール効果がある。[9]このような現象がブラックホールの表面、すなわち事象の地平線の外でも作用しており、このとき搬入者はブラックホールに吸い込まれ、粒子は事象の地平線のすぐ外からブラックホールから出る。 言い換えれば、ブラックホールから粒子が放出されるように見えるだけであり、実際にこれは事象の地平線のすぐ外で行われる。 その結果、これはブラックホール蒸発理論に発展し、ブラックホールは何も吸い込まないとサイズが小さくなります。 ただし、その速度は非常に遅いため、ブラックホールが消滅するのを見る場合はほとんどない。 ブラックホールの大きさが小さいほど蒸発速度がますます速くなるので消滅を示すブラックホールは宇宙初期にすでに消滅していない。イベントの地平線の大きさはブラックホールの質量によって異なります。 ある物体がブラックホールになるためには、その物体の質量に比例する一定の大きさ内の空間にその物体の全ての質量が入らなければならない。 シュワルツシルトブラックホールの半径を「シュワルツシルト半径」といい、その値は次のように求めることができる。rs=2Gmc2r_{\rm s} = \dfrac{2Gm}{c^2}rs​=c22Gm​
  • rsr_{\rm s}rs​：シュワルツシルト半径
  • GGG：重力定数。G=6.6743×10−11 kg−1m3s−2=6.67430×10−11 N(m/kg)2G = 6.6743\times10^{-11}{\rm\,kg^{-1}m^3s^{-2}} = 6.67430\times10^{-11}{\rm\,N(m/kg)^2}G=6.6743×10−11kg−1m3s−2=6.67430×10−11N(m/kg)2
  • mmm：質量
  • ccc：真空中の光束。c=299 792 458 m/sc = 299\,792\,458{\rm\,m/s}c=299792458m/s
もう少し簡単にGGG, cccが特定の値を持つ定数なので2Gc2\dfrac{2G}{c^2}c22G​全体を比例定数として置きます。rs=(m/kg)×1.4852×10−27 m=mM⊙×2.9533 km\begin{aligned} r_{\rm s} &= (m/{\rm kg})\times1.4852\times10^{-27}{\rm\,m} \\ &= \dfrac m{M_\odot}\times2.9533{\rm\,km}\end{aligned}rs​​=(m/kg)×1.4852×10−27m=M⊙​m​×2.9533km​で表されることもある。m/kgm/{\rm kg}m/kg銀の質量kg\rm kgkg単位で表したときの数値を意味し、M⊙M_\odotM⊙​銀太陽質量でM⊙=1.988 416×1030 kgM_\odot = 1.988\,416\times10^{30}{\rm\,kg}M⊙​=1.988416×1030kgである。4.3. 官権（エルゴ領域）  詳しくはエルゴエリア文書をご注意ください。ブラックホール爆弾とブラックホール文明[10]英語をそのまま読んだ「エルゴスピア」という名前でも、国内科学書には多く紹介されている。回転するブラックホールの外側に位置する領域である。ブラックホールとともに空間も回転するところであり、しっかりとした布を押してできた斜面と考えればよい。仕事、仕事を意味するギリシャ語「ergon」が語源で、ブラックホールでエネルギーを得ることが可能だ。もちろん理論上で。これを「ペンローズ過程」という。[11]エルゴ領域は、ブラックホールの回転によって引き起こされるフレームワーク効果によって引き起こされます。 フレームの引き付け効果の詳細については、ティプラ円筒文書に。 そのため、作用権の断面は楕円形をしており、ブラックホールの自転軸で事件の地平線と接する。 作用圏と事象の地平線との間の時空間は、ブラックホールの回転方向に引っ張られる。 作用圏もブラックホールの影響圏なのでブラックホールに向かって吸い込まれるが、事件の地平線外なので脱出は可能だ。[12]官権を利用してブラックホールを究極の焼却炉として活用できるという概念がある。 作用圏にゴミをいっぱいにしたロケットを落とした後、ロケットからゴミをブラックホールの中心に投下する。 するとブラックホールの中に落とした重量だけ反応を受け、ロケットは燃料なしで脱出できる。 この過程でブラックホールのエネルギーがロケットの速度に変わる。ただし、これはニュートン力学的解釈であり、ブラックホールは相対性理論が適用される空間なので、物理的に厳密な解釈はここで述べたものとは異なる形になるだろう。理論的には、この方法で取り出すことができるエネルギーは、電荷のない回転するブラックホールの場合、ブラックホールが持つエネルギーの29％です。電荷がある回転するブラックホールであれば、より多量のエネルギーを取り出すことができる。ここに相当するエネルギーを抽出したとき、ブラックホールの回転は停止し、作用圏は消える。これをもとに東亜出版社の「漫画で見る現代科学の世界」3巻のブラックホール旅行でこのシーンを描写したり、作中タキオン一行は宇宙旅行中に発生したゴミも処分し、エネルギーも得る一石二鳥を味わう気がするが、いざ行って見ると地獄も変わらなかったという。すべての星が死んで最後の赤い矮星までも消えた遠い未来にも存続する文明があれば、彼らが利用可能な唯一のエネルギー源がペンローズ過程になると推測もある。 もちろん、その時期まで文明が持続するのか分からず、もし持続するならば、私たちが想像もできない新しいエネルギー源を得たかもしれないので、結局推測の領域だ。余談で小説のような場所から出てくるこのようなブラックホールの近くでエネルギーを得て繁栄する文明は、十重八九の死刑法を死刑囚をブラックホールに落とすと描写される。4.4. 光球Photorとも呼ばれます。一般的な相対理論では、光は質量の質量を通過するため、まっすぐに進むことなく曲がっています。[13] 、この曲率は時空の曲率であるため、ブラックホールの周りに非常に曲がります。この時点で、光とブラックホールの間の距離と角運動が適切に与えられた場合、光子は地球や月のようにブラックホールの周りでブラックホールの周りを回転します。ただし、このトラックは不安定であるため、均衡を失った瞬間[14]光はブラックホールに吸い込まれるか、跳ね返ります。もちろん、このように閉じ込められている光は外で見ることができません[15]ブラックホールから逃れる可能性が高いフレーズ0に存在する光は、ライトと呼ばれます。非回転ブラックホールの場合、光球の半径はシュワルツシル半径の3/2倍です。[16]4.5. 沈着円盤ブラックホールに吸い込まれた物質が高速回転し、角運動量保存則に従って円盤状に圧縮された構造を降着円盤と呼びます。このプロセスでは、回転ガスの摩擦から重力位置エネルギーが解放され、非常に高温まで加熱されます。現時点では、ブラックホールの存在を積極的に確認する方法は事実上ありません。[17]ユニークな機能。すべてのブラックホールに降着円盤があるわけではないため、宇宙には現実には観測できないブラックホールがさらにたくさん存在すると予想されています。ブラックホールのような特異な構造ではなく、質量が大きい高密度の星であるために存在しており、原始星や白色矮星、中性子星も周囲のガスが豊富であれば降着円盤を形成することができます。恒星質量ブラックホールの降着円盤は最大 100 万 K に達し、強いX 線を放出します。対照的に、クェーサーなどの超大質量ブラックホールは、より長い波長の放射線を放出し、特別な場合を除いて、紫外から可視の範囲で明るく輝きます。沈着円盤のエネルギー放射は、宇宙で最も効率的なエネルギー生成メカニズムに挙げられます。 水素核融合を通じて転換されるエネルギーは、固溶融合前と後の質量差に（水素質量の０．８％）該当する量に過ぎないが、沈着円盤ではブラックホールに吸い込まれる物質の多大な重力ポテンシャルエネルギーが一度に転換され、これにから出るエネルギー効率は質量の5.7％～32.4％に達する。[18] 場合によっては、急速に回転するブラックホールの回転角運動量が抽出され（ブランフォード・ズナイエク過程）、１００％を超えるエネルギー効率を有することもある。 すなわち、ブラックホールに落下する物質の静止質量総合を上回る量のエネルギーを放出することができる。 この沈着円盤と回転するブラックホールとの相互作用により、吸い込まれる物質の一部が再放出され、後述するジェットが発生する。宇宙は事実上真空なのでブラックホールに吸い込まれる物質が一般的ではないが、もし二重性の一方の星がブラックホールになり、他方の星が膨張して巨性になれば、巨星からブラックホールに着実に物質が流入することができ、この時沈着円盤を形成して地球で観測できるようになる。それよりはるかに巨大な超大質量ブラックホールの場合、銀河電位井戸の底に位置する特性上、大量のガス流入が存在し、これらがブラックホールの自転軸と整列して沈着円盤を成すようになる。急速に回転する沈着円盤を側面から見た場合、インターステラ/NASAの可視化イメージのようにドップラー効果が適用され、近づくガスは青色偏移が起こり、強度(intensity、面積/時間当たりのエネルギー)も増加して明るくなる。 一方、離れるガスは赤色の偏移が起こり、強度も減少して暗くなる。 上から見ると、ガスが遠くなったり近くなったりしないので（重力による赤色の偏り以外）、このようなドップラー効果は現れない。4.6. ジェット白鳥座Aの中心ブラックホールから吹き出るジェット[19]ブラックホールの中心部から陽極方向に発射される強力なガス噴出ブラックホール以外にも中性子別、原始別なども弱いジェットを噴出することもある。ジェットとは、ブラック ホールの周囲で 2 方向に発射される強力なガスの流れで、その速度は光速に近いほど速いです。降着円盤と同様に、物質が流入するブラックホール内で観察されます。ブラックホールジェットが噴出するメカニズムは現在でも完全にはわかっていませんが、ブラックホールの降着円盤と密接な関係があると考えられています。最も広く受け入れられている理論によると、降着円盤がブラックホールの周りを周回すると、磁場がねじれてねじれ、ここで生成されたエネルギーが陽極に向かってガスを噴射すると考えられています。ガスはプラズマとなり、光の最大速度の 99.999% の速度で放出されます。クエーサーや巨大楕円銀河の場合、ブラックホールの大きさが非常に大きいため、ジェットの世紀も比較できないほど強力であり、その銀河が属する銀河団全体に影響を及ぼすこともある。ジェットによって発生した熱いガスが銀河団を埋めるようになると、周辺の中小規模の銀河の恒星の誕生を抑制し、結果的に銀河団全体の死を招くことになる。しかしその逆にブラックホールから噴出したガスが冷えながら新しい恒星誕生に必要な材料を供給してくれることもある。銀河団全体の運命を中心とするブラックホール一つが左右すること。私たちの銀河の中心にある超大質量ブラックホールの射手座A*が地球方向を向いていることがわかりました。 ＃ 、 ＃これにより、自転軸が地球側に向かっているという話が広がったりもしたが、射手座Ａ＊がフェルミ泡の起源であったことがほぼ確実視されており、自転軸が地球方向を向いていないというのが中論だ。この段落の内容の全部または一部ジェット文書のr271プレート、3 バーン段からインポートしました。 前の歴史を見に行く

5. ブラックホールの形成

このようなブラックホールが実際に存在するかどうかの問題は、20世紀の物理学界と天文学界の長い難題であった。 言い換えれば、事件の地平線が露出するほど天体の密度が大きくなるかという問題だ。 これに関する理論は、1939年にオッペンハイマーの研究によって最初に作られたが、特定の質量を持つ星の寿命が尽きると、自己重力を持ち上げることができず、一点に収縮しながらブラックホールを形成することを証明した。 ブラックホールの存在は、1960年代後半にそのような質量を持つ天体を観察することによって証明されました。5.1. 遠い未来プロトン崩壊がない場合は、永久の時間の間に量子トンネリングで徐々に圧縮され、ブラックホールにならなかった質量が最も高い鉄星から始まり、時間が経つにつれてますます小さい質量の鉄星さえ圧縮される。恒星だけではなく、ほぼすべての惑星がブラックホールに圧縮されます。永遠の時間が過ぎる間、太陽質量の1.2～1.44倍の間の鉄星はチャンドラセカル限界の減少により超新星爆発を起こし、太陽質量の1.2倍未満の鉄星は永遠の時間が過ぎる間量子トンネリングで徐々に圧縮されてシュワルツシルト半径以下に小さくなるとブラックホールになる。このように生成されたブラックホールの大きさは、いわゆるピーナッツサイズのブラックホールも可能であるという。ただし、プロトン崩壊の有無が確認されず、崩壊しなくてもこのようにブラックホールになるまで永遠の時間がかかるため、現宇宙でこのように生成されたブラックホールはない。5.2. 恒星の崩壊ブラックホールと中性子別を作るII型超新星の説明（0:28～2:46）[20]恒星は膨大な質量を持っている天体であるため、常に重力によって天文学的な圧力を受けている。 この巨大な力を通して、恒星は内部で核融合反応を起こし、この時核融合で発生する莫大なエネルギーが重力に抵抗して反対に恒星を膨張させるので、星は重力のネズミ力によって崩壊しない。[21]恒星は一生のほとんどの期間に水素を核融合反応の主燃料として消費します。[22] この過程で、その産物であるヘリウムが発生し続ける。 ヘリウム核融合を引き起こすための温度と圧力は水素よりはるかに高いため、恒星はすぐに消耗が不可能なこのヘリウムを中心部に積み重ねてしまう。 核融合に参加しないヘリウムの比重が増加しつつ、恒星は収縮してより大きな圧力を受けるようになり、この過程で恒星の中心ではないところでも水素核融合反応が起こる条件を満足することになる。 水素核融合が星の中心部ではなく周辺部で行われるようになり、恒星は徐々に膨らむようになる。 この段階を赤色巨星と呼ぶ。結局、中心核が十分な温度と圧力に達すると、次の段階であるヘリウム核融合が始まります。ヘリウム核融合が始まった直後には恒星は安定を取り戻し半径と光度が減少する（水平系列）。を持っているため、しばらく行かず、中心部の燃料は床に出て恒星は再び膨らむようになって漸近巨星段階に入る。これにより、恒星外郭部分の密度がかなり低くなり、自らの質量を恒星風の形で素早く宇宙に吹き飛ばすことになる。その後、太陽質量の周りで[23]太陽のような比較的軽い星は、ヘリウムより重い元素を燃やすのに十分な圧力とエネルギーを持たないため、この段階の終わりに惑星状星雲を形成し、炭素と酸素を含む白色矮星として生涯を終えます。しかし、重い星は中心部に高い圧力と温度を加えることができるため、ヘリウム核融合の後でも、炭素、酸素、ネオン、シリコンなどのより重い元素を燃料として核融合が起こります。こうして少しずつ重い元素が作られ、最終的には鉄が作られるのですが、この段階で星の核融合は限界に達します。鉄より軽い元素は核融合するときにエネルギーを放出し、星を維持するためのエネルギーを得ることができます。しかし、鉄は最も安定な原子核であるため、鉄を融合するにはエネルギーを供給する必要があります。こうして核融合が起こらず、空間と重量だけを占める鉄が恒星中心部に徐々にがん塊のように積み重なることになる。 核融合に参加しない鉄がますます積み重なって、もはや重力を逆にするためのエネルギーを十分に生産できない恒星の核は、自重力によってますます収縮する最初の障壁である「電子縮退圧」に依存して収縮を止めることになる。 パウリ排他原理によれば、定められた体積内では、２つ以上のフェルミオンは同じ量子状態にあることができず、恒星内粒子数密度の大部分を占める電子もフェルミオンであり、この法則の影響を受ける。 簡単に言えば、強い重力によって原子が圧力を受けても、原子内部の電子が他の原子の電子と磁石の同じ極を持っているときのように反発力によって互いに押し出しながら、この重力崩壊に抵抗する。[24]もし崩壊する天体がそんなに重くないなら、重力が電子縮退圧を結局勝つことができず、バランスをとって安定し、その状態で徐々に冷やしていくことになる。 この状態になった天体を白色矮星という。 太陽も「そんなに重くない」恒星に入るため鉄まで作ることができず、終局には白色矮星になると予想される。しかし、恒星の質量が大きすぎて重力が電子縮退圧を圧倒すると、電子縮退圧が無力化され、恒星は引き続き収縮する。 このように電子縮退圧が重力によって無力化される質量は太陽質量の１．４４倍であるが、これをチャンドラセカル限界という。[25] 恒星の中心部質量がこの限界点を超えて電子縮退圧が無力化すると、陽子が電子を食い込んで中性子に変わる。電子縮退圧が無力化され、極度の高密度、高圧力状態となった鉄中心核では、プロトンが電子捕獲を介して電子と合わさって中性子に変化し始める。 その後、恒星はすぐに電子縮退圧の中性子バージョンである「中性子縮退圧」という2番目の障壁で崩壊に抵抗する。 中性子縮退圧だけでなく、強い相互作用まで動員され、崩壊を止めるのに一助する。 ただし、この電子捕獲を通じて中性子が作られる過程で中心部鉄核の体積が突然急激に減少するため、恒星は耐波(implosion)と呼ぶ瞬間的な収縮を起こし、この衝撃で超新星爆発が起こり、中性子塊に変わった中心核を除くすべての部分を爆発によって生成された鉄以上の中元素とともに宇宙に放出することになる。 この時、残った中性子の塊を中性子別と呼ぶ。しかし、炉心の質量が重すぎて中性子の縮退圧力にも耐えられない場合。[26]もはや、いかなる力も重力崩壊を防ぐことはできません。最終的に、星は際限なく縮小し、最終的には自らの事象の地平線に飲み込まれ、ブラックホールとなります。超新星爆発直後に核が中性子星になったとしても、多くの場合は残った物質を吸収してブラックホールに進化します。太陽の約50倍以上の質量を持つ大質量星の場合、核は中性子星の段階を経ずに、極超新星やガンマ線爆発を伴って直接ブラックホールに崩壊します。5.3. 中性子による衝突中性子ごとに2つが衝突すると、超新星と似ていますが、はるかに暗い現象であるキロノバが発生し、その合併の結果物の質量が十分に大きい場合、ブラックホールが形成される可能性があります。さらに、2つのブラックホールが衝突すると、重力波が形成されます。5.4. 超大質量ブラックホールの場合クォッシュスターの説明[27]超大質量ブラックホールは恒星質量ブラックホールと生成過程が異なると考えられる。 その理由は、宇宙の年齢が間に合わなかったときにも、太陽質量の10～100億倍に達するブラックホールを含むクエーサーが発見されているからだ。 恒星質量ブラックホールの成長速度では、これらのブラックホールがその時点で形成されることは事実上不可能であると報告されており、この超大量ブラックホールの起源を説明するために様々な理論が提示されている。ブラックホールには、質量に比例した成長率の制限があります。これはエディントン限界と呼ばれます。これは、最大100万年で磁気質量の約2％であり、この制限を維持して質量が呼び出された場合、10倍になるには少なくとも120億年かかります。この制限の理由は、ブラックホールに流れるガスが多いほど、より多くのエネルギーエネルギーが放射に変換され、周囲のガスが放射圧力で押し出されるためです。この放射線は、ブラックホールに落ちるガスの量に制限されています。さらに、星はブラックホールの周りで継続的に生まれ、周囲のガスが超新星の爆発と星によって吹き飛ばされるため、限界を維持しながら成長を続けることは非現実的です。星の死で誕生する一般的な恒星質量ブラックホールはいくら大きくても太陽質量の100倍程度であるが、このようなブラックホールが生まれる最も早い時期は最初の星が誕生した宇宙年齢1億年程度だ。 そうすれば、宇宙の年齢が10億年になるまで約9億年間の限界値を維持し、成長しても私たちが観測する太陽質量100億倍に達することができない。 様々な無理なシナリオを組んで限界を越える成長を説明しようとするので、むしろ星の死以外に、他の方法でより大きなブラックホールが初期宇宙に生まれたというシナリオがより開放性がある。したがって、「恒星の段階を経ずにガス自体の崩壊で、最初から太陽の数千～数万倍以上の質量を持つ巨大ブラックホールが形成されるのか？理論が提起された。一般的な環境では、ガスが収縮するとすぐに冷やしながら内部の不均一性が増幅され、星雲内のガスが小さな複数の塊に割れる「破片化」が起こる。 これにより、太陽の数千〜数万倍の質量を持つ単一分子雲が収縮しても、単一の天体に合体することができず、散開星団のように複数の姉妹恒星が誕生する。 しかし、宇宙初期のように極端に中元素が少ない環境では、ガスの輻射冷却効率が低下し、このような破片化がうまく起こらないため、巨大な単一天体[28]あるいはブラックホールが一度に誕生することが可能だ。他にも数多くの理論があるがまだ検証されていないため、超巨大質量ブラックホールがこのように形成されたかは不明である。

6. ブラックホールの最後

ブラックホールも寿命があり、ホッキングコピーで粒子を放出する[29]質量が減って最終的には消えると予測される。質量を失いながらブラックホールは少しずつ明るくなり、ほぼ最後には蒸発が激しくなり、淡白に輝き、高エネルギーガンマ線と小粒子を放出する。最後にはガンマ線爆発といってもよいほど激しくガンマ線を放出しながら蒸発して消滅する。ただし、一般的に知られているブラックホールがこの爆発まで到達するには非常に長い時間がかかり、質量が太陽ほどのブラックホールが完全に消滅するまでは約3.4×10 67年[30][31]程度がかかると推定される。そして、ブラックホールの寿命は質量に比例し、現在までに発見されたブラックホールはすべて太陽質量以上であるため、蒸発するにはそれよりも長い時間がかかる。また、ブラックホールの消滅により発生するガンマ線爆発の規模はそれほど大きくなく、太陽系周辺で発生した場合でなければ発見することが難しいと推定され、現在まで観測された事例がない。さらに、宇宙の背景には2.7 Kの電磁波があり、太陽の熱のエネルギーは約100 nk（Nano Kelvin）です。[32]したがって、ブラックホールが受け入れるエネルギーは、エネルギーを失うよりもはるかに大きいです。ブラックホールでさえブラックホールの質量が大きいほど、この時点で太陽よりも重いブラックホールは、背景の質量が増加しています。[33][34]したがって、星の質量の上のブラックホールがコピーして質量を失い始めたとき、宇宙は拡大し、温度は遠い未来になります。したがって、ブラックホールは一般的な星とは比較できないほど長い間宇宙に残るでしょう。現存する星や新たに誕生する星を含むすべての星が死んだ後、結局ブラックホールだけで構成された宇宙が残るでしょう。これは、ブラックホールが特定の体積内で最大のエントロピーを持つことができる形式であるためです。これらのブラックホールはお互いを公転し、重力波の形で軌道エネルギーを放出し続け、徐々に近づくと結局合わされ、約1040年後には局部銀河群全体が合体して巨大なブラックホールを成し遂げる。[35]しかし、このブラックホールも約10100年が過ぎると消滅し、最後には宇宙に均一に散らばった基本粒子を除けば何も残らなくなるだろう。プロトンの崩壊が存在しない場合、他の天体はブラックホールより長く生き残ることができますが、10102610^{10^{26}}101026年度が過ぎると量子トンネリングにより崩壊し、ブラックホールになると推定される。このように生成されたすべてのブラックホール101012010^{10^{120}}1010120年にわたって消滅し、宇宙は熱的死を迎えるようになる。もちろん外部から見るとブラックホールの寿命が非常に長いように見えるが、一つ知っておくべきことが外部から見たブラックホールの時間は途方もなく遅れた状態だということだ。 人がブラックホールに吸い込まれる時も外部観察者が見る時は事件の地平線に近づくと事実上動きを止めたように見える。[36] つまり、ブラックホール自体の時間は、外部から見たときに事実上止まっていることと変わらない。 事件の地平線の内部で重力特異点を観察できれば、ブラックホール自体の実質的な寿命は思ったより短いかもしれない。 ブラックホール自体で起こるホッキングコピーは非常に爆発的に起こるが、重力による時間遅延効果が極度に現れてみると、外部ではその爆発的なホッキングコピーさえ非常にゆっくり進行するように見えるということだ。

7. 研究の歴史

古典力学の時代にはすでにブラックホールと同様の概念が存在していました。 1783年、イギリスの天文学者ジョン・ミッチェルはニュートンが発表した重力理論に基づいて脱出速度が光より速い天体について論じた。 これがまさに「暗い星（dark star）」で、文字通り光を出さない星という意味を持っていた。[37] この概念は矛盾しているが理論的には可能であり、理論家の関心を集めた。 ただ、計算結果星の大きさがとんでもなく小さくなければならなかったので、単にゆ큿通りに属するだけだった。 その後、19世紀初頭の霊によって光の波動性が証明され、この概念は学者の関心から押し出された。 古典力学では、波動は重力の影響を受けないからだ。現代のブラックホールの概念は、アルベルトアインシュタインの新しい重力理論から芽生えました。 アインシュタインは1911年の等価原理から光が重力場の影響を受けることを理論的に予測した。 これは、光が重力の影響を受けるという一次的な仮定ではなく、重力が慣性力と同じであるというより根源的な仮説から従う整理に誘導したものであり、これによると、光は波動でも粒子でも無条件重力の影響を受けることになる。 その後、アインシュタインは自分のアイデアを発展させ、1915年に新しい重力理論（一般相対性理論）を完成し、1919年にエディントンの観測実験により光が重力の影響を受けることが実験的に証明された。一方、理論が発表された直後、アインシュタインの新しい重力理論に関心を持つカールシュヴァルツシルトが静的かつ球形対称であるシュワルツシルト海を誘導した。ところがこの年はシュワルツシルト半径という座標重力特異点（時間が流れず、空間は無限大に増える。）を予見し、これの物理的意味について物理学界の長い論争を呼んだ。ただし、この半径が正常な物理学が適用される点ではないことは確かだったため、その地点で起こる物理現象自体よりは、天体がシュワルツシルト半径を露出させるほど高い密度を持つことができるかについての議論に変わった。しかし、当時は量子物理学が十分に発達できず、ブラックホールはどころか中性子別にも知られていない状況だった。したがって、当時の議論は漠然と流れるしかなかった。1931年、イギリスで勉強しようとしていたインドの学生サブラマニアのチャンドラセキュールはチャンドラクサーの限界でした。1.44M⊙1.44M_\odot1.44M⊙​）以上の質量を有する恒星は物理的に不安定であることを証明した。 これは、白色矮星の追加の重力崩壊の可能性を証明したものです。 当時、エディントンらはまだ知られていない機序があるかもしれないと反対し、これは部分的に当たった。1932年にチャドウィックによって中性子が発見された後、1934年にBaadeとZwickyが重力崩壊した白色矮星が中性子縮退圧により重力崩壊を防ぎ、中性子別が形成されることを理論的に証明した。しかし、1939年、ジュリアス・ロバート・オッペンハイマーとスナイダーがブラックホールの存在、正確にはブラックホールの避けられない性を理論的に証明してしまった。 これは、活動を止めた、太陽質量の3倍以上が残った星（TOV限界）がいかなる物理的メカニズムでも重力崩壊を阻止できないことを示した。[38] これにより、ブラックホールを想像上の領域から科学の領域に引き出すことができた。この時がブラックホールの実質出発点と見なすことができる。 ジョン・ミッチェルは脱出速度概念を通じて古典的なブラックホール概念を、シュヴァルツシルトはアインシュタインの時空間を通じて現代的なブラックホール概念を類推した。 しかし、これらの2つはどのような方法でブラックホールを作ることができるか、それが可能であるか説明しませんでした。 実際、古典力学の中ではブラックホールを概念的には想像できるが、理論的には作る方法がなかった。 このような状況でオッペンハイマーはブラックホールが作れる条件を最初に明らかにする業績を残す。 しかし、オッペンハイマー以後も実際に観測証拠が出るまでブラックホールが実際に存在できるかどうかに関する議論は絶えず続いた。 ちなみに、オッペンハイマーが論文を賭ける直前の1ヶ月前、アインシュタインは完全な重力崩壊が不可能であることを理論的に見せようとした論文を提出したこともある。支持不振だったブラックホール研究が大きな進展があったのは1960～70年代だが、1963年ロイパトリックカーが計算したカーブラックホール、そしてペンローズが用意した強力な数学的ツールとなった幾何学がそれだ。 1972年には、ベッケンスタインがブラックホールにも熱力学第2法則が適用されることを数学的に証明し、さらにブラックホール熱力学が誕生した。これから新しい結論を導き出したのが「ブラックホールも蒸発する」という内容を盛り込んだスティーブン・ホーキングのホーキングコピー理論だ。白鳥座X-1（Cygnus X-1）のX線写真近くから見た想像図天文観測で初めてブラックホールと証明された最初の対象は白鳥座X-1である。 白鳥座の首部分にあるエタ星の近くにある。 このブラックホールを置いてスティーブンホーキングとキープソンがブラックホールの有無を置いて賭けをした。 キープソンはブラックホールが合うに、ホッキングではないに歩いたが結果はキープソンの勝利。 賭け商品は相手国の「赤本」。 結局ホーキングはキープソンに「ペントハウス」を買ってくれたという。[39]7.1. 名称18世紀のジョン・ミッチェルは星明かりのない星という意味で「Dark star」と呼ばれ、20世紀初頭のブラックホールの概念が再び捕えられた後には「重力によって完全に崩壊した星（gravitationally completely collapsed star）」またはソ連科学者たちを中心に「frozen star」（凍った星）などの様々な用語で呼ばれた。 後者は外部から見たときにブラックホール内部の時間が停止しているため（「凍った時間」）付けた名前である。「まるで穴のように「光を含む」（black）何も抜け出せない」という意味のブラックホール（black hole）という名称は、1967年理論物理学者ジョン・アーチボールド・ウィーラー（John Archibald Wheeler）が提案したと言われている。この名称は、いくつかの誤解を引き起こすが、直観的で圧縮的な比喩で天体の力学的性質をよく説明することによって急速に普及した。[40]7.2. ブラックホール撮影M87センターブラックホール（M87 *）の写真様々な角度から見たブラックホールシミュレーションの様子私たちの銀河中心のブラックホール（Sgr A *）の写真M87中心ブラックホールと太陽系とのサイズ比較[41]2019年4月10日、 EHT （Event Horizo​​n Telescope）チームが人類史上初めて撮影したM87*[42]の写真を公開した。 ＃ブラックホールの後ろや周辺からの光がブラックホールを丸く巻きつけて形成したリング状に撮影された。このブラックホールは太陽質量の65±0.7億倍で、直径は約380億kmだ。 #[43]この写真は、ブラックホール部分を画像で確認したことに意義があり、ブラックホールの外観模型の研究に大きな貢献をすると考えられる。従来までは電波望遠鏡を通じてブラックホールの存在を確認しただけで、ブラックホールの画像を得ることはできなかった。今回撮影したブラックホールは、全世界の電波望遠鏡8個を連結して画像を得たという。このプロジェクトでは、チリ アタカマ砂漠、アメリカ アリゾナ、ハワイ、スペイン グレナダ、メキシコ、シエラネグラ山、南極にある電波望遠鏡が動員された。このように地球上に散らばっている電波望遠鏡で同じ天体を観測した後にデータをうまく処理すれば、地球だけの大きさの望遠鏡で撮ったときと同じレベルの解像度を確保することができる。実際のデータ処理過程で観測データの量が多すぎて現代の超高速通信網でも共有が難しく、直接ハードディスクにデータを保存して飛行機に移したという。通信が発達した現代でも、10テラバイト（Terabyte）を越えるデータをインターネット回線に転送するのがかなり難しいが、彼らが処理したデータはペタバイト（Petabyte）に迫ったという。[44] 誤解の余地があるが、上の写真の黒赤は実際に観測されたブラックホールの色ではない。 光学望遠鏡ではなく電波望遠鏡で観測されたので色はなく、観測されたエネルギー密度分布に応じて色を塗ったものである。 可視光領域で実際にどのように見えるかはまだ未知数だ。このブラックホールの名前はM87*で、ポウェヒ(powehi)とも呼ばれる。 観測に使われた電波望遠鏡のうち2台がハワイにあったため、ハワイ式の名前を付けることになった。 ポウェヒはハワイから伝わる天地創造神話クムリポ(Kumulipo)から出てくるもので、ポ(Po)は「永遠の創造物の深遠な闇の源泉」を、ウェヒ(wehi)は「装飾植物で飾られたもの」を意味する。 つまり、「永遠の創造物の飾られた闇の源泉」という意味。おそらくどこでたくさん見た形だと思うかもしれませんが、実際にインターステラのガルガンツルのようにKerrブラックホールだ。 撮影写真だけではブラックホールと物質の回転方向が分かりにくいが、少なくとも角運動量がない形ではないという。 関連サイトそして2022年5月12日にはドイツにあるヨーロッパ南方天文台(ESO)など全世界6カ所で同時に行われた記者会見を通じてEHTで撮影した私たちの銀河中心部のブラックホール写真が公開された。 # 韓国天文研究院もEHTに参加しているため、ESOの公式ブリーフィング以後、天文研でもブリーフィングを行った。多くの人々が撮影されたブラックホールのイメージがなぜこんなに曇っているのだろうかと思うが、理由は本当に簡単だ。すごく遠いところに位置するからだ。 M87は地球から5,300万光年離れたところにあり、これは私たちの銀河の直径の約530倍に相当します。そこまで行くには、私たちの銀河を最後から最後まで横断することを530回以上しなければならないということだ。したがって、空全体を180度に置いた時、およそ0.00000005度程度しか占めない。[45]目に見える大きさはとても小さく、その分観測が難しいのだ。もちろん実際に写真のブラックホールが小さいというわけではない。当該ブラックホールの質量は太陽質量の65億倍の超大質量ブラックホールであり、降着円盤を除いたブラックホールの直径のみ380億kmに達し、降着円盤の直径は0.4光年(3兆7千億km)に達すると推定される。上の比較写真からわかるように、M87のブラックホールは、事件の地平線の中に冥王星を含む太陽系が全土入っても残るほど大きい。

8. ブラックホールの種類

 詳しくはブラックホール/種類文書をご注意ください。

9. 活用構想

軌道エレベーターのイージーバージョンであるSkyhookすら理論上構想であるだけで、着工もできていない現代技術力では幼さもない音だが、ファンタジー的ロマンを刺激する素材だからソフトSF 、スペースオペラレベルでは様々な構想が提案された。主に事件の地平線外をダイソンスピア式で包み、何かしてみようという式が多い。球体内部に放射能反射板を設置してどうしてみようPenrose Sphere[46] 、超大質量ブラックホールの外側に膨大なスケールのダイソンスピアを作り、表面重力を地球レベルに合わせてみようというBirch World[47]が代表的だ。漫画で見る現代科学の世界では、ブラックホールの外部にコロニーを建ててブラックホールにゴミを投げて反作用エネルギーを得るアイデアも提示された。ここでは軌道が間違って入り、結局そのエネルギーまで使い切って事件の地平線を脱出する。もちろん、スケールと現実はダイソンの槍とリングの世界を上回っているため、ハードSFで議論することは非常にまれですが、ペンローズ球はロジャー・ペンローズが提案しているように単純なヤングポットです。 設定のレベルよりも極端な知的遊びに近い。

10. その他

  • ブラックホールは名前でよく連想する二次元的穴とは異なる。ブラックホールを外部から観察すると、重力レンズ効果によってひどく歪んだ黒い球の形に見えます。これは、ブラックホールの領域のうち、光が脱出できない限界点である事象の地平線が重力特異点からあらゆる方向に任意の半径だけ大きさを持つ球状であるためである。実際のブラックホールの本体といえる重力特異点は、事件の地平線のため常に遮られており、一般的に外部から観測がほとんど不可能である。
  • 思想の地平線の内部（特異点）で起こることを物理学的に記述できないという表現を誤解して「ブラックホールは宇宙のバグだ」、「特異点が露出されれば宇宙が誤りを起こして動作を停止する」といった空想をする人々が意外に多い。ブラックホールと特異点は厳しく実存する天体であり、宇宙の一部である。その状態を物理学的に記述できないというのは、現存する物理学的言語の限界であり、特異点が非現実的な「現実の誤り」という意味ではない。
  • 物質が圧縮できる限界まで圧縮されると作られる超高密度の天体と言われているが、実際には異なる。太陽の程度、あるいはそれ以下の質量を有するブラックホールが形成されるには、白色矮星と中性子別以上の高い密度が必要であるが、太陽質量の数十億倍以上に達する超大質量ブラックホールの場合、地球上の日常的な物体よりも低い密度でも作ることができる。[48]
  • クエーサーのように活発に活動するブラックホールは、ほぼすべての波長で非常に明るく輝くため、可視光でも観測が可能だが、一般的な非活動ブラックホールは重力レンズを除けば観測が難しい。 恒星ブラックホールの場合でも可視光線をほとんど出さず観測が難しく、双性から物質を吸収して沈着円盤をなした場合のみＸ線観測を通じて発見が可能である。 直接観測されない場合には、周囲を公転する同伴性の運動を通じて間接的にその存在を確認できる場合もある。
  • EHTで観測したブラックホールは厳密に言えばブラックホール本体を観測したのではなく、ブラックホール周辺の降着円盤を観測し、ブラックホールの形状はブラックホール本体の影である。 ただし、光球の内側が事件の地平線の大きさではない。 ブラックホールで平行な光が撃たれるとすると、事件の地平線の上に撃たれた光でも結局、事件の地平線の中に吸い込まれるため、事件の地平線よりかなり上方に撃たれた光が戻って観測者に行くことになる。 このような事件の地平線の外側に光が脱出できない空間の範囲（光球が存在する境界線）はシュワルツシルト半径の２．６倍である。 関連動画つまり、私たちが見るブラックホールの影は実際のブラックホールの大きさよりも大きい。
  • ブラックホールが十分に大きい場合、その事件の地平線の内部にも星や銀河が形成され、一種のミニ宇宙が存在する可能性がある。これは、宇宙論でよく使われる「閉じた宇宙」の概念が巨大なブラックホールと位相学的に同一であるためです。もちろん、内部暗黒エネルギーの密度が十分に高い場合、構造的にブラックホールと同じ閉じた状態でありながらも永遠に膨張する宇宙が存在することもある。極端には私たちの宇宙が実は閉じた宇宙であり、巨大なブラックホールの内部という想像も十分可能だ。このようなブラックホール宇宙論によると、観測可能な宇宙の半径はその中の物質から生じるシュヴァルツシルト半径と同じでなければなりません。ではない。アインシュタインもそうだった
  • ブラックホールを利用して未来に時間旅行をすることができる。相対性理論によると、重力と加速度は同じだからだ。時間遅延効果を享受するには、光束に近づく加速が必要ですが、これは物理的に難しい点が多く、ブラックホールの近くで旅行して重力を利用することです。ブラックホールに近いほど劇的な効果が現れるようになるが、近すぎるとスパゲッティ効果によって引き裂かれたり吸い込まれたりする。また、ブラックホールが小さすぎると、朝夕の違いによりブラックホールの近くと遠いところが時間差が生じることがある。[例]そのため非常に大きなブラックホールを利用したほうが良い。[50]
  • 簡単にまとめられた絵。 「毛髪のない」、すなわち質量、角運動量、電荷しかなかったブラックホールに磁場、電場、エントロピー、電流などの「かつら」が追加される。[51]無毛整理（No hair theorem）によれば、ブラックホールは質量、角運動量、電荷のみに分けることができる。 「毛がない」という言葉はジョン・ウィーラーが提案した用語である。
  • 紐理論に基づいて1990年代に登場したブラックホール理論によると、ブラックホールの表面では数多くの紐が揺れて結びつき、宇宙に蒸発することになる。 これによると、ブラックホールの表面は数多くの毛で覆われている。 つまり、ブラックホールは毛で覆われている。[52]
  • 有力なブラックホール候補の1つとして地球から8000光年離れた、私たちの銀河のオリオンの腕に白鳥座X-1がある、実際にこのブラックホールは青い巨星HDE 226868のすぐ隣で発見された。
  • 2020年に地球から約1,000光年しか離れていないところで、一目で見ることができる2つのペア星を伴った恒星質量ブラックホールが観測された。 #
  • 量子力学によると、ブラックホールでも放射が放出されるとし、これをスティーブン・ホッキングが理論化したため、ホッキングコピーと呼ぶ。詳細については、ホッキングコピー文書で。
  • クエーサーのエネルギー源だ。
  • 中国で小型ブラックホールを開発したという記事が話題にもなったが、ブラックホールではなく極超短波を完全に吸収するメタ物質だ。 まるでブラックホールのように黒く見えるとしてブラックホールという表現を書いたもの。 記事でときめくようにビッグバンとか、物質やエネルギーを吸収するか、人工ブラックホールとかというのは全く無関係だ。 もちろん、擬似的なブラックホールを研究する実験がないわけではなく、このような場合は通常ボス-アインシュタイン凝集を利用して重力に代わって異なる物理量で数学的にブラックホールビスムリな何かを作って研究することだ。 通常はフォノンなどの準粒子を光代用として利用する。
  • わずか100年前までにも、学者たちはブラックホールの有無さえ疑う状況だった。 これらの学者たちの態度を変えたのが中性子別発見だ。 ブラックホールの生成過程を説明する過程にある天体だから。 中性子縮退圧が自己重力による恒星の崩壊を防いでいるのか、釘を出すのかという違いだけがあるだけで、生成過程はすべて同じである。 つまり、理論でのみ存在していた密集性の生成過程が証明されたので、存在の信憑性に大きな力となったわけだ。
  • パトの科学と座っている天文学者イ・ガンファン博士の講義Part1 Part2[53] 「5次元ブラックホール」をシミュレートしたというニュースがある。
  • ブラックホールをよく描いた代表的な映画は『インターステラー』です。演出上の意図により、現実とは異なって描かれている部分もございますが、[54]ブラックホールが3Dモデルとして出現し話題となった。ブラックホールの3Dモデリングを3年間研究したノーラン監督の弟と、これに協力した天文学者のキップ・ソンドク氏。あまりにも独特で一見美しいガルガンチュアの姿は人々に大きな印象を与え、マスコミにおけるブラックホールの描写は『インターステラー』上映前と上映後に二分されるほどだ。以前はブラックホールはその名の通り黒い円形の穴や平面モデルでしか描かれていなかったが、『インターステラー』上映以降、ブラックホールは映画で描かれたガルガンチュアのような形で描かれることが多くなった。ただし、映画で描かれたガルガンチュアは対称であるため、他のメディアではこの誤差が修正されないことが多く、ブラックホールは対称として描かれることが多いです。
  • 以下はスティーブン・ホッキングが残した語録だ。Consideration of black holes suggests, not only that God does play dice, but also that he sometimes confuses us by throwing them where they can't be seen.ブラックホールに見られるように、神はサイコロの遊びをするだけでなく、私たちが見えないところに投げることによって私たちを混乱させる。
  • 2022年5月、 NASAがペルセウス座銀河団中心部のブラックホールの音波を音に変換した。もちろん音高を57～58オクターブさらに上げて人々が聞けるようにした。論文、リンク、ビデオ
  • スペースオペラジャンルではとても扱いにくいようなスーパー武器や強敵を処理する、一種のデウスエクスマキナのように使われる。 代表的にスターウォーズレジェンドのサンクラッシャー、ハンソロ：スターウォーズストーリーの巨大怪獣など。 人工的にブラックホールを生成する技術も肝臓が登場するが、この場合奇妙なほど威力が低く描写される。 またハン・ソロはミレニアム・ファルコンの超光速航行で、ケッセルランという途中にブラックホールを含む航路をそのまま貫通して移動したことがある。 マンガで見る現代科学の世界シリーズでは、土佐が叩くようにミニブラックホールを餅するので、広げると李降伏先生がわら身をミニブラックホールに投げ入れて遊んでいる。
  • 英語名称をそのまま使用する韓国、日本とは異なり、中国語では英語を直訳した黑洞（黒洞）と呼ばれる。
  • バウンスボールでもブラックホールワールドが登場する。 詳細はドキュメントを参照してください。
  • ブラックホールに入ると、初めに戻る壺のゲームも登場した。 詳しくはブラックホールエスケープをご覧ください。

11. 関連文書

  • プランク長
  • ホワイトホール
  • ワームホール
  • クエーサー
  • 中性子別
  • グラバスタ
  • スティーブン・ホッキング

12. ツアー枠

相対性理論Theory of Relativity[ 広げる・折る ]特殊相対性理論一般相対性理論背景特別な相対性理論/歴史Maxwell方程式・私のculson-molly実験一般相対性理論/歴史基礎仮説相対性原理・光束不変の原理等価原理（重力・慣性力）理論システム宇宙空間（ワールドライン、ユニークな時間、ユニークな長さ、ミノフスキー図、アインシュタイン表記）ローランツ変換（ローランツ因子）・ローレンツ君アインシュタイン方程式とヒルバート(シュヴァルツシルト測光・ライスナー・ノルドストローム測光・カー測光/カー・ニューマン測光・フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー測光)現象同時性の相対性・時間遅延・長さ収縮・質量-エネルギー等価原理・相対論的効果（ドップラー）重力レンズ効果・重力波・赤編応用と深化基本相互作用・相対論的力学・相対論的電磁学・量子電気力学・天体物理学（天文学ツアー）・統一場理論・ループ量子重力理論・タイムパラドックス・重力磁性双子のパラドックス・バーと納屋のパラドックス・亜光速・超光速・タキオン重力、ブラックホールツアー、事件の地平線、重力飛行隊、 Quantum Black Hall ）​天文学Astronomy[ 広げる・折る ]背景基本情報宇宙・天体天文寺Gocheon文学、 Cheondongseol 、 Ji -dong 、 Cheomseongdae 、 Honcheon Eui 、 Liver 、 Heavenly Train Leaders 、 Later End of Heaven 、 Astrolabe 、 Oluz's Paradox 、偉大な論争、静的宇宙理論天文学研究天文学研究、天文学者、天文学者、宇宙デオク、国際天文学連合、国際天文学連合、国際天文学連合、韓国天文学会、韓国宇宙科学協会、韓国アマチュア天文学会（天文学的リーダー） 、宇宙機関（韓国天文学研究所）オリンピアド、陽性天文学的な天文学的オリンピックオリンピア天体物理学天体力学軌道・近日点・原日点・自転（自転周期）・公転（公転周期）・重力（無重力）・質量中心・振替問題（ケプラーの法則・活力方程式・脱出速度）・三体問題（ラグランジュ店・リサジュ軌道・ヘイロ軌道・ヒール巻）・重力摂動（軌道共鳴・洗車運動・長東・青銅）・基調力_ _ _ _軌道力学チオルコフスキーロケット方程式・静止軌道・好満転移軌道・スイングバイ・オーベルト効果電磁波黒体コピー・ブレーキコピー・シンクロトロンコピー・スペクトル・散乱・ドップラー効果（赤色偏移・相対論的ドップラー効果）・線幅増加・ジェイマン効果・偏光・水素線・H -α線その他の概念核合成(核融合)​​​​​​​​​場所天文学球面天文学天球座標系・球面三角形・天球赤道・子午線・南中高度・日の出・日没・北極星・南極星・星の可視分類​​​​​​​時間システム太陽日・恒星日・会合周期・太陽中心ユリウス日・時間帯・時差・菌時差・逆法測性学演奏運動・街の梯子（演奏時差・天文単位・光年・パーセク）天体観測観測機器と施設天文台・プラネタリウム・望遠鏡（双眼鏡・電波望遠鏡・干渉計・空中望遠鏡・宇宙望遠鏡）・CCD （冷却CCD ）・六分儀・探査船観測対象星座（黄道12宮・3ウォン28水・季節別星座）・聖徒・アルファ城・心原天体・天体リスト明るい星一覧・ヘンリードレーパー一覧・ウェスターハウト一覧）・スターホッピング法・厳閉枠：太陽系天文学・惑星科学・枠：恒星及び銀河天文学・宇宙論・天文学関連情報恒星と銀河天文学・宇宙論Stellar & Galactic Astronomy · Cosmology[ 広げる・折る ]恒星天文学測光Gwangdo 、星評価と着色指数恒星（星）プロパティ変動性·カラーグレーディング·金属含有量恒星系多重星系（連星）・星団（散開星団の分類・シャプレー・ソーヤー集中分類）・星団恒星の進化星の進化恒星分類主系熱性の種類・準歪性（冷準準歪性・O型準歪性・B型準歪性）・炭素別（ C型（ CR別・CN別・CH別）・S型別）・特異別（ Am別・Am/Fm別・Ap/Bp別・CEMP別・HgM・弱いヘリウム線星）・バリウム星・木洞座ラムダ星・鉛星・テクネチウム星）・Be星（シェル星・B[e]星）・ヘリウム星（極ヘリウム星）・超大質量恒星（クォッシュ星）・シンチング性・青色密集性白い小人（新人、チャンドラクサー限界） 、中性子星（中性子、奇妙）茶色矮星フレーム：茶色矮星の進化茶色矮性の種類Y型・T型・L型分類法ヨキス分類法・ハーバード分類法銀河天文学基本概念銀河（分類）・活動銀河核（クエーサー）・衛星銀河・原始銀河（ハッブルディープフィールド）・ツーリー・フィッシャー関係・フェイバー・ジャクソン関係・ヘイロー（暗黒ヘイロー）・小さな赤い点宇宙巨大構造銀河郡・銀河団・髪座銀河団・ペルセウス座 - 魚座超銀河団（ペルセウス座銀河団）・シャプリ超銀河団・スローン長城私たちの銀河天の川、ロックマンホール、フェルミバブル、局所銀河群(アンドロメダ銀河、さんかく銀河、マゼラン雲(大マゼラン雲、小マゼラン雲) 、ミルコメダ)、局所シート、局所体積、おとめ座超銀河団(おとめ座銀河団)、ラニアケア超銀河団(フォルナス星団、エリダヌス座銀河団、ケンタウルス座星団、魅力的な巨大天体）・魚座・鯨類複合超銀河団星間物質星雲（イオノミー領域、惑星サングスンラック、統合フラックス星雲）宇宙論基本概念ハッブル・ルメトル法則・フリードマン方程式・宇宙定数・標準宇宙モデル・宇宙破壊者・暗黒物質・暗黒エネルギー・平行宇宙・多宇宙・オメガポイント理論・5番目の相互作用宇宙と宇宙論仮説の歴史宇宙カレンダー、厚板時代、スペースバックグラウンドボクサ（悪） 枠：天文学・枠：太陽系天文学・惑星科学・天文学関連情報 恒星の進化[ 広げる・折る ]╲初期太陽質量による区分*≤0.25≤0.5≤2.25≤7.5≤9.25≤20≤45≤130≤250≤103103≤形成ステップ生の星林パスおうし座T型星×ヘニー・Aパス×全州系列性ハービッグ・エー/ビースター×メインシリーズステップ主系劣性超大質量恒星(クォッシュ別)後週系列段階青色矮星準拠性ヴォルフレイに星WLLBV赤い巨大な色*(LBV)超巨性・極大巨星色*赤い巨星ヘリウムシンチレーション*水平方向別漸近性（OH/IR 超巨性・最大の巨星）ヴォルフレイに星WLOH/IR スターカーボンフラッシュ焦点根拠性惑星上星雲・後占根拠性超新星・超超新星ペア不安定型超新星極超新星密集性ステップとその後ヘリウム白矮星*白矮星中性子別（キロノヴァ・マグネッタ）ブラックホール×ブラックホール黒色矮星*・Ia型超新星・ヘリウム星*鉄星*ブラックホール招待マスブラックホールの吸収ホーキングコピーからの絶滅[脚注]
  • 傾斜：現在、宇宙で観測や発見が不可能な理論上の天体
  • WL：ヴォルプレイに星とLBVの場合、まだ2つの恒星の形成と進化の段階を正確に説明する理論はありません。 したがって、枠組みに記述された進化過程は、いくつかの理論を総合して記述したものであり、実際の進化過程は枠組みの記述と異なる場合がある。
  • 色：主系列を離れた一般・超・極大巨星たちは、特異事項がない以上の大きさが大きくなると同時に温度が低くなる方向に進化し、結果的に赤色になる。
  • （）：括弧内の恒星進化過程は、粗い場合もあるし、別の形態で存在する場合を意味する。
  • ×: バツ印がある場合、そのボックスに対応する質量を持つ星はそのステップを通過しない、またはスキップします。
  • *: 注
    • 1. 恒星の初期質量の他に、中元素含量、回転速度などによっても進化過程が変わることがあるが、この枠組みでは考慮されなかった。
    • 2. 巨星、超巨性、極大巨星などの分類は、ヨキス分類法に従うものと厳密に区別されず、恒星の進化段階を正確に表記するための基準として使用されることは難しい場合がある。
    • 3.太陽質量の2.25〜8倍の質量を持つ星は、核が縮退状態に達する前にヘリウム燃焼が始まるため、ヘリウムシンチレーションを受けることなくヘリウム核融合を開始する。
    • ヘリウム白色矮星は、ヘリウム核を有する赤色巨性が同伴天体によって外皮層を失うように形成することもできる。
    • 5. 1.2～1.4倍の太陽質量を持つ黒色矮星は、その後チャンドラセカル限界によって爆発する。
    • 6. ヘリウム星は以後惑星状星雲を残して爆発して炭素-酸素白色矮星となる。
    • 7.鉄星は、プロトン崩壊が発生しない場合にのみ形成され、プロトン崩壊が発生した場合、黒色矮星は、構成物質が微粒子単位で崩壊して消滅すると予想されている。その後、鉄星は量子トンネリングを経て中性子別またはブラックホールに進化する。
※別のフレームの周りを見てください：主系劣性の種類・茶色矮性の種類・茶色矮性の進化天文学関連情報 茶色矮星の進化[ 広げる・折る ]╲初期木星質量による区分≤13≤65≤80形成ステップ生の惑星系円盤分裂生の星*林パス核融合不可重水素融合重水素融合＆リチウム燃焼電子縮退圧による収縮強制停止によるプロトン‐プロトン連鎖反応点火温度到達失敗矮星ステップ準茶色矮星茶色矮星茶色の小人密集性ステップとその後黒い矮星鉄星ブラックホール招待マスブラックホールの吸収ホーキングコピーからの絶滅[脚注]
  • *: 注
    • 1.木星質量（M J ）は、茶色矮性の体級を分ける絶対的な基準である。 ８０ＭＪは太陽質量基準で約０．０７５Ｍ☉に相当する。
    • 2. 13 M J未満の天体は質量が軽すぎるため、重水素核融合さえも起こらず、茶色矮星ではなく「準茶色矮星（Sub-brown dwarf）」または浮遊惑星に分類される。
    • 3. 65 M J以上の重い褐色矮星は形成の初期の数千万年の間リチウムを燃やすことができますが、最終的に収縮が止まりながら完全な恒星にはなりません。
    • 4. 乱流分裂と原始放出モデルは、褐色矮星がなぜ恒星と同じくらいガスを集める前に成長を止めたかを説明する現代天文学の重要な仮説である。
    • 5.核融合を中断した褐色矮性は、その後分光型が低くなり、冷やした褐色矮性を経て黒色矮性となる。
      • したがって、現在存在する褐色矮星は、過去により高い分光型であった可能性がある。
    • 6.褐色矮星は核融合中断後に温度が徐々に下がり、最終的にスペクトルがT型に収束する。余談で、褐色矮性・核融合を中断した褐色矮星・式は茶色矮性が互いに合わさって赤色矮星を成すことができる。
    • 7.鉄星は、プロトン崩壊が発生しない場合にのみ形成され、プロトン崩壊が発生した場合、黒色矮星は、構成物質が微粒子単位で崩壊して消滅すると予想されている。その後、鉄星は量子トンネリングを経て中性子別またはブラックホールに進化する。
※別のフレームの周りを見てください：主系熱性の種類・恒星の進化・茶色矮性の種類天文学関連情報 [1] 天体としてのブラックホールは、重力の特異性であると言えます。これは、中央にある表面積が0のある膣点です。言い換えれば、サイズは0です。場合によっては、ブラックホールはケースの地平線に基づいて定義され、そのようなブラックホールの定義は、ケースの地平線が観測者の動きに応じて比較的定義される仮想側であるため、わずかに曖昧になる可能性があります。[2] 完全に0 Kではない理由は、コピーのプロセスのためです。ただし、ホーキングコピーによって発生する熱はわずか100 nkなので、大幅に低いです。[3] 宇宙ステーションのスペースと時間だけr,tr, tr,tと言うことができる正確な理由は、r/m→∞r/{\rm m} \rightarrow \inftyr/m→∞のときそれぞれdτ=dt{\rm d}\tau = {\rm d}tdτ=dt, ds=dr{\rm d}s = {\rm d}rds=drになるからだ。[4] この図は、シュヴァルツシルト空間を2次元曲面で視覚化したFlamm放物面の一断面である。[5] 余談で地球レベルの質量を持つブラックホールが持つ事件の地平線はピーナッツレベルの体積を持つ。 計算上、地球質量ブラックホールのシュバルツシルト半径は8.87mmだ。[6] すなわち、まず吸収された物質と後に吸収された物質との視差が極端に減少し、ほぼ同時に吸収されたようになる。[7] 映画インターステラでタスが観察した重力特異点も実はこれという設定だ。[8] もちろん、その前に多くの前提条件があります。重力の特異性に到達する前に、ブラックホールは基調講演によって引き裂かれないように大きくする必要があり、ブラックホールの絶え間ない吸収を吸収するためのブラックホールの欠如など、多くの条件があります。 Gargang Tuaは完全に満足しています。[9] 真空状態で薄い金属板を近づけた状態で、2つの金属板の間に作用する引力が発生する効果。 金属板間の距離の整数倍でない波長を有する粒子は、その間で双生成と消滅ができないため、金属板外部よりも粒子の消滅と生成が少なく、したがって金属板間の圧力が金属板外部より小さいため、互いに引力が作用する。する現象。[10] クルツゲザートの映像。[11] ペンローズプロセスはインターステラで使用されました。[12] もちろんこれさえも光束に近い脱出速度に到達しなければ可能なのだ。[13] 正確には時空間が曲がってその上を直進する光の軌跡が曲がるのだ。 地球の上で直進する人はその自ら直進していると思うが、遠い観察者の観点からは、曲がった経路に沿って移動するように見える場合を考えれば容易である。[14] 距離が本当に1ミリメートルほどでも歪んだり、角度が1度でも歪んだりすると平衡を失うことになる。 光はただ一つの速度で移動するからだ。[15] これは、光子が目やセンサーなどの機器に入るときにのみ光を見ることができるためです。[16] 正確には、光球の表面積が事象の地平線の表面積の9/4倍でなければならない。[17] 他の方法であれば代表的に微小重力レンズが挙げられるが、発生頻度が極めて稀で検出も難しい。 重力波はLIGO重力波観測器が完成した後、ほぼ毎年発見されているが、距離だけある程度推測でき、正確な位置は他の機械を書かなければならない。[18] Accretion Rates and the Accretion Efficiency in AGNs by Wei-Hao BIAN and Yong-Heng ZHAO 2003.[19] 地球から約7.6億光年の距離にある電波銀河であり、中心ブラックホールの質量は太陽質量の約25億倍である。 写真はVLA干渉計を用いた電波イメージである。[20] クルツゲザートの映像。 死んでいく星の質量が軽いと中性子星になり、重ければブラックホールになる程度の差しかあるだけで、メカニズムは全て同じだ。[21] 例えば、飛行機がエンジンの力で揚力（浮く力）を受け取ることができるように恒星は核融合で収縮を防いでいること。[22] 恒星が核融合反応で水素を燃料に消費する時期を「主系列段階」といい、この段階に属している恒星を主系熱性と呼ぶ。[23] 参考までに、太陽よりも軽い赤色矮星は赤色巨星と惑星状星雲段階を経ずに青色矮星になり、水素が使い果たされるとヘリウム白色矮星になると予測される。しかし、これらは宇宙の誕生から今までの期間よりもはるかに長い寿命を持つため、後期進化段階の観測が不可能なので、星の一生について扱うときは通常排除する。[24] 上記のクルツゲザート映像での「プロトンと電子のような粒子は近くにいるのが本当に嫌いです」という言及がこれを意味するのだ。[25] 恒星自体の質量ではなく、恒星が表皮層を吹き飛ばした後、残った中心部核の質量が太陽全質量の1.44倍にならなければ電子縮退圧が無力化される。 核が恒星全体で占める割合がそれほど高い方ではないため、今太陽に0.44比分だけ質量を加えてくれると太陽の終末が白色矮星から中性子別やブラックホールに変わらず、ただより明るくなるだけだ。[26] 中性子別が自己重力で崩壊する限界質量はオッペンハイマー・ボルコフ質量と呼ばれ、その値は太陽質量の約３倍（前述のように中心核の質量である）程度と推定されている。[27] クルツゲザートの映像。[28] 上記クルツゲザート映像で言及されるクォッシュ星がこれに該当する。[29] 81％の中性ミザ、17％の光子、2％の重力者で構成されています。 川井信之、『Newton Highlight超新星とブラックホール』、カン・クムヒ移転、(株)ニュートンサイエンス(2011)、p111[30] 宇宙の年齢を精々1.38×10 10年（138億）と見る現在の理論上では想像すらできないほどの時間であり、これさえもやや太陽質量程度の小規模ブラックホールの寿命であり、超大質量ブラックホールのうちそれなりのほうに属する。銀河の中心にあるブラックホールも太陽の400万倍を超え、数百億倍を超えるブラックホールもある。 当然、寿命もとても長くなるだろう。[31] プロトンの崩壊が存在すると仮定すると、プロトンの寿命は約1.29×10 34年程度であるため、物質の基本を成すプロトンよりもはるかに長い時間生き残ると思われます。[32] だから空間温度が零下273.15度にほぼ近いという意味だ。[33] 蒸発が重大な影響を及ぼす質量と大きさは1兆(10 12 )kg、半径1000兆分の1(10 -15 )m以下である。[34] 川井信之、『Newton Highlight超新星とブラックホール』、カン・クムヒ移転、(株)ニュートンサイエンス(2011)、p110[35] 余談でこのブラックホールの直径は3光年に達するだろう。[36] その状態に固定されているように見えないのは、地平線に近づくほど物体が反射する光の赤色偏移が激しくなり、観測が不可能になるからだ。 ブラックホールに入る物体を観察すると、地平線に近づくにつれて遅くなり、ある瞬間からは赤色にぼやけて消えることになるだろう。[37] ジョン・ミッチェルは<王立学会会報(Philosophical Transactions of the Royal Society)>に次のような文を掲載した。 「密度が太陽と同じで半径が太陽の500倍である天体があると仮定しよう。受け取ると仮定すると、このような天体から放出された光は外部に逃げることができず、地面に落ちるでしょう。」[38] Oppenheimer, Snyder (1939), "On Continued Gravitational Contraction" #[39] ホーキング自身の本によると、ホーキングもブラックホールが正しいと思ったが、もし間違った場合に「代わりに本を得たじゃない」と慰めをすることができるようにないに歩いたという。 ホーキングがペントハウスを買ってくれたのは当たり前だが、ホーキングが望んだ本は赤い本ではなく、イギリスの批評誌であるプライベートアイ（Private Eye）だったという（出典：時間の歴史pp.150）[40] ウィーラーはより簡潔で直感的な言葉が欲しかったという。 その当時、フランスでは「blackhole」が女性期を意味する鮎であり、もちろん社会通念上拒否感のある名前だと論文を載せる物理学学術誌はこれを防ぐために彼を説得しようとしたという。 一つ以来、ウィーラーは「ブラックホールは毛がない」という、さらにゴール打つ発言をした。 これはブラックホールの無毛整理（no-hair theorem）をいう。[41] ブラックホールの真ん中の黒い部分が事件の地平線であり、冥王星を含む倭惑性軌道まで太陽系がすべて入るほどにかなり大きい。[42] M87の中央にあるブラックホール。[43] 当初は160億kmと誤って知られていたが、韓国経済新聞報道後、韓国天文研究院が380億kmと訂正した。 km across.")[44] 家庭用としても1Gbpsが提供される韓国のインターネット環境だと考えると、10TBを送信するためには最高速度でも22時間13分20秒（10TB＝80テラビット＝1ギガビット×80000秒＝22時間13分20秒）が必要です。ブラックホールデータが１ペタバイトであれば、これは８ペタビットを意味するので、２２時間（８０テラビット）×１００だけの時間が必要である。 100日を待つよりもハードディスクを直接移動する方がはるかに速い。さらに韓国の家庭用インターネットほどの超高速インターネットインフラが構成されていない国では数十ギガバイトだけでも韓国よりやりとりするはるかに疲れているのは自明だ。ちょっと違う話だが、伝送技術が発展してもストレージメディア技術も同様の水準に発展するので、このような極端なケースまで行けば、将来もストレージメディアを直接持ち運ぶことがネットワークを通じた転送より速いだろうという。[45] 地球が平らであると仮定したときに約ソウルでニューヨークのアリの写真を撮るレベルの視野角である。[46] 詳細な原理は、前述の「著作権（エルゴ領域）」にリンクされている、作用権とペンローズ過程のKurzgesagt映像に出てくる。 モードでは爆弾で爆発することと安定化させて、その外部に再びリングワールドを建てて使い込む方式を提供する。[47] モードではゲームシステム上の限界で、人口が増える度に知って居住区域も増える無限規模宇宙居住区で表現[48] ただし、ここで密度の概念は、ブラックホールの体積を事象の地平線の体積とみなしたときの概念である。 ブラックホールの質量は重力特異点の一点に固定されているので、実際の密度は意味がない。[例] 宇宙船が反時計回りに回ると、宇宙船の左翼は新しいものですが、右翼は古いのでボロボロになることもあります。[50] インターステラでガルガンチュア系開拓の最大の敵として登場する。[51] パク・ソクジェ博士が国際学会で発表する際の説明のために描いた絵。[52] ここでの毛は無毛整理での毛ではない。 無毛整理での毛は質量、角運動量、電荷を除くブラックホールを区別できる特徴をいう。[53] 特に2編には韓国のブラックホール最高権威者と見ても無防衛優宗学教授が出ている。[54] 背景は高速回転するブラックホールですが、ドップラー効果を意図的に排除し、対称的なブラックホールを実現しました。ドップラー効果を加えるとブラックホールが赤く見えてしまい、希望に満ちた冒険映画にはふさわしくないと判断されたからだ。

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