締切済み ブラックホール 2002/10/04 14:19 シュバルツシルト半径の大きさによって特異点の大きさも異なるのですか? また、半径3億キロのブラックホールがあったとしたら、特異点の大きさはどのくらいのなるのでしょう? みんなの回答 (1) 専門家の回答 みんなの回答 oshiete_goo ベストアンサー率50% (374/740) 2002/10/04 14:57 回答No.1 古典物理学におけるブラックホールは, 一般相対論のアインシュタイン方程式の解として記述されますから, 特異点は数学的な"点"であって, 大きさはゼロです. (その意味では同じ"大きさ".) ただし, これは近似的な扱いと考えられますから,量子力学的な(正しい)扱いになると, 修正されて,不確定性原理といった原理的理由により,点ではなく広がり(不定性)をもったものとして扱うことになるでしょう.(超弦理論といったような未完成の理論はありますが,)きちんとした基礎理論としての量子重力の理論はまだ完成していないので,明確な答えは筆者は知りません. 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学天文学・宇宙科学 関連するQ&A ブラックホールの大きさについて ブラックホールの大きさについて 大質量の恒星が超新星爆発した後、自己の重力によって無限に収縮していき、やがて密度無限の特異点となる。 これがブラックホールであるということですが、つまりブラックホールとは点であり、直径などの概念はないのでしょうか? よく大きさは云々と書いてありますが、これはシュバルツシルト半径の大きさのことと考えてよろしいのでしょうか? ブラックホールから「出てる」んですかね? 2011年8月25日の朝日新聞14版によると、国際宇宙ステーションの「きぼう」と米国の衛星が観測した事実として、「X線の発生源が、ブラックホールがあるとされる銀河の中心だった(後略)」と報じられました。 これは本当ですか、嘘ですか? 愚拙はこの年になるまで、ブラックホールからは電磁波さえも出てくることができないと理解しておったのですが、天下の朝日新聞が「X線がブラックホールから出てくると」仰る。 ブラックホール(シュバルツシルト半径)からは何も「出られない」のでしょうか? ブラックホール(シュバルツシルト半径)からX線が「出られる」のでしょうか? 最近の宇宙物理学での解釈をご教示いただれば幸いです。 ブラックホール ブラックホールについての時間の質問です ブラックホールに近付くに連れて、時間の進み方が遅くなって行くのはわかります そしてシュバルツシルト半径のところで時間の流れが止まると…これもわかります 問題はその先です 理論上は半径内は更に重力が強いという事になるのだと思います そうなると時間はどうなるのでしょうか? 時間の向きは逆になりますか? 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた? OKWAVE コラム ブラックホールの特異点とシュバルツシルト半径の有無 「ブラックホール表面はジェット気流によって高温なので、中心部も原子が潰れるほど低温にはならず、特異点は発生しない。従ってブラックホールを飛び出すのに必要な速度は光速未満、シュバルツシルト半径は存在しない。」ホーキング博士の提唱されたブラックホールに似ているかもですが、どう思われますか。 ブラックホールは完成していますか。 これは、あくまでも、ブラックホールを遠方からみたときの話です。最初から最後まで視点はそれにして、くれぐれも別の視点に変えないでください。 ブラックホールに物が落下するのを観察すると、事象の地平面(シュバルツシルト半径)の近くになればなるほど、強い重力のため物体の時間の進み方が遅くなり、落ち方はゆっくりになり、ほとんど動かなくなります。で、物体が事象の地平面に到達するためには無限の時間を要します。つまり、有限の時間では物体は事象の地平面に到達することはありません。 ここで、ブラックホールが形成されるときのことを考えます。ブラックホールになる前は、高密度の中性子星だったりします。その天体の中心から表面までの距離をRとするとRが有限の時間内にシュバルツシルト半径に到達できるのでしょうか。 ブラックホールというのは、天体の全てがシュバルツシルト半径の内側まで収縮したものだと思います。だから、収縮しているときは、その天体はブラックホールとは言えません。まだ、事象の地平面はできていません。 私は数学的なことはわかりませんが、ただ、最初からあるブラックホールに物体が落下する場合と、ブラックホールになろうとする天体が収縮するときの動きは計算が違うのは想像できます。 収縮するときは、天体の表面がシュバルツ半径の内側まで縮んでいこうとする段階で、この段階では、どこにも事象の地平面は形成されていません。つまりは、時間が止まっている場所は存在していません。 天体の表面は、そこまでいくと時間が止まる予定の面に向かって収縮していきます。いわば、縮み方がゆっくりになりつつあるだけで、縮み方が止まってしまう面は形成されていません。 こういう場合は、なにか、計算上の相殺みたいなことが起きて、無事に天体の表面はシュバルツシルト半径の内側まで入ることができるのでしょうか。 そうでないと、宇宙に完成したブラックホールは存在しないことになってしまいます。 どれも、形成途中のブラックホールということになってしまいます。どうなんでしょうか。 (あくまでもブラックホールの遠方からみての話です) ブラックホールとヒッグス粒子 ブラックホール周辺では、ヒッグス粒子はどのように振る舞うのですか。シュバルツシルト半径内もヒッグス粒子が満たされていますか。 AIのあいちゃん教えてください。ブラックホール。 AIのあいちゃんに聞きたいです。 ブラックホールのシュバルツシルト半径の外側から、ブラックホールに向けて自由落下する人にとって、回りの世界は、どのようになっていきますか。 (自由落下する人は死亡しないとします) 順を追って教えてください。 ブラックホールへ自由落下するとき。 ブラックホールの中心からある距離aだけ離れた位置(aはシュバルツシルト半径の外)で静止していた物体がブラックホールに自由落下する場合の時間tと位置xを表す関数を教えてください。(シュバルツシルト半径はSとでもしてください) いままで、位置と速度の関数は見たことがあります。それは必要ありません。また、そこから、時間と位置の関数を導くことは私にはできません。 時間と位置の関数について、 答えだけを教えてください。 (式の形はわかりませんが、 t→∞のとき、x→Sになるような式になりますか。 ちなみに、前に見た位置と速度の式ではx→Sのときv→0になるような気がします) ブラックホールのシュヴァルツシルト半径付近で ブラックホールのシュヴァルツシルト半径では脱出速度が光速に等しくなるため、内側からは光も脱出できず、そこが「事象の地平面」になるということですが、シュヴァルツシルト半径上を公転する物体があれば、その速度は第一宇宙速度と第二宇宙速度の比で光速の 1/√2 倍になるのでしょうか? そうだとして、この公転を少し楕円にすると、周回ごとに事象の地平面の内側に入ったり外側に出たりすることができるのでしょうか? また、事象の地平面の僅かに内側を公転する物体から、僅かに外側を公転する物体に到達するための初速度はそれほど大きくなくてすむような気がするのですが、このように内側から外側に到達できるのでしょうか? 多分なにか違うのだろうと思いますが…。 事象の地平面の付近では重力のため、外部から見た時間は無限に引き伸ばされるということだったと思います。太陽質量の10^12倍程度の超巨大ブラックホールを考えた場合、シュヴァルツシルト半径では地球上の重力加速度とさして変わらないオーダーになると思いますが(違っているかもしれません)、その場合も同様なのでしょうか? ブラックホールが見えないと言われるのはなぜ? 別のスレッドで学んだ事実ですが、宇宙年齢が137億年の現時点では、ブラックホールのシュバルツシルト半径は、その天体の半径よりも小さいとのことです。 つまり、「ブラックホールが、、」云々されるときに、このブラックホールとは、天体に内包されており、宇宙空間に事象の水平面が露わになっているのではありません。 イメージをハッキリさえるために、種無しビワと種有りビワをの断面図を比べてみましょう。 http://www.mboso-etoko.jp/cec/data/images/tanenashi.jpg 図の左にある種無しビワが、通常の天体(=ブラックホールを内包していない)で、 図の右にある種有りビワが、ブラックホールを内包してる天体で、俗に”ブラックホール”と呼ばれます。 そこで、質問です。 俗に、ブラック・ホールを内包している天体は見えない(電磁波で観測できない)と言われるのですが、その理由はなんでしょうか? 常識的考えてると、ビワが種を内包していようが、内包して無かろうが、外見は同じで、電磁波による観測に関しては同じである(=見える)と考えられるのではないでしょうか? 「ブラックホール」というのは、誰が予言したというべきなのですか 「ブラックホール」というものを予言した人というのが、いろいろな書き物によって違った名前が出てくるのですが、誰が予言したというのが一番適切なのでしょうか。 ロバート・オッペンハイマー、レフ・ランダウ、スブラマニアン・チャンドラセカール、カール・シュヴァルツシルト、ピエール・シモン・ラプラス、等という名前をブラックホールの予言者と聞くのですが、誰が適切なのですか。 そして、他の人たちは、何が劣っていたのですか。 ブラックホールの数学を教えてください。 これは、物理学の質問ではなく、純粋に数学の計算問題です。計算過程も必要ありません。答えだけを教えてください。 v = {√(S/x)}(1-S/x) これは、物体がブラックホールの無限遠方に静止した状態から、まっすぐ物体がブラックホールに自由落下する場合の物体の位置(x)と速度(v)の関数だそうです。 あと、位置はブラックホールの中心からの距離(換算半径)で、Sはシュバルツシルト半径という定数です(詳細はここではどうでもいいです) (ちなみに式には視点(座標)というものが必要で、この場合の視点は無限遠の視点ですが、それもどうでもいいです) 私が知りたいのは、時間と位置の関係です。それを求めるためには、積分すればいいのですか。だとしても、計算できません。 もっというと、「無限遠から 自由落下を始める場合」というのは、非現実的なので、できれば有限の位置aから自由落下する場合の「時間」と「位置」の関数です。 答えだけを教えてください。 (条件が足りないと思われる場合は、最初の式は、たぶん、アインシュタイン方程式というものの解のひとつであるシュバルツシルト解からきているものです。ここには書けないほどなので、検索していただき、そこまで遡って条件を整えた上で答えを教えてください) 日本史の転換点?:赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム シュバルツシルト半径上の粒子の速度について シュバルツシルト半径では粒子の速度は光速になると本で読みました。質量を持った粒子は光速には達しないので、シュバルツシルト半径において粒子の速度が光速になるということはブラックホール内に粒子は絶対に落ち込まない、と考えてしまい、わけが分からなくなってしまいました。シュバルツシルト半径では粒子の速度は光速になるというのはどういうことを表しているのでしょうか。回答よろしくお願いします。 ブラックホールの大きさ ブラックホールの中には、特異点がある、と本で読みました。特異点とは、大きさ、無限小、質量、無限大の点のことだと思うのですが、だとすれば、なぜ、ブラックホールには、大、中(最近発見された)、小、と大きさの違いが、できるのですか。簡単に教えてください。 ブラックホールについて詳しく教えてください。 ブラックホールの「事象の地平面」や「特異点」や「ホーキング輻射」について教えてほしいです。 またブラックホールに吸い込まれてしまったらどうなるのでしょう。ウィキペディアのノートにブラックホールが存在しないと書かれていたのですがそれもよくわかりません。 あまり物理をよく知らないので分かりやすく教えていただけると嬉しいです。よろしくお願いします。 地球のシュヴァルツシルト半径はおよそ10mm程 地球のシュヴァルツシルト半径はおよそ10mm程である これは、地球を10mmにぎゅっぎゅっと小さく丸めるとブラックホールになるよ。と言う意味でしょうか。 可能かどうかは別として、難しい事は理解出来ないので軽い感じでお願いします。 ビッグバンとブラックホール ずっと疑問に思っていたことです。 ビッグバンとは、無限小の大きさの空間に宇宙の全質量が詰まっている「特異点」が爆発し(=大きさがどんどん広がり)、今の宇宙ができたと理解しています。 一方、「特異点」があるブラックホールとは、密度が大き過ぎて、強い重力のため光すら脱出できない小さな天体(領域)と理解しています。 ということは、ビッグバン自体が「密度が大き過ぎて、強い重力のため光すら脱出できない小さな天体(領域)」なので、爆発的に広がれないと思うのですが。 何で、ビッグバンの特異点は爆発的に広がることができて、ブラックホールの特異点は広がれないのでしょうか? ブラックホールの状態 ふとした疑問なんですが、重力は地表が最も強いので中心近くはブラックホールではないのじゃないでしょうか? いや圧力はかかってるからブラックホールかな? 例えば私が、ブラックホールに落ちてみます。 どんどん落ちて行きますが、落ちるのは私の話で、外から見てる人にとっては止まってしまうと思います。 そこで、現在、と言う意味ではブラックホールに落ちきった物はないんじゃないでしょうか? 新星爆発が起きた時、内向きの力を受ける中心付近じゃない場所は圧力によって 光速に近い速度で中心(ブラックホール)に向かっていきますが、 それは古いブラックホールでも現在ではまだ爆発を受けた直後の状態として存在してるのではないでしょうか? ではもともと中心だった場所はどうなっているのでしょうか? まだブラックホールになってない、限りなくブラックホールに近いけどブラックホールになっていない状態のような気もします。 と言うか新星爆発の爆発はどこで起きるんだろう。 なんと言うかギリギリ光も抜け出せないかのように見える限りなく特異点に近い特異点じゃない場所と言うような気もします。 よく分かりません。 そもそも爆発の計算の段階からよくわかりません。 よろしくお願いします。 (元からあって回転しなくて静かなブラックホールくらいなら分かるくらいの感じです。ジェット?ナニソレ状態です) ブラックホールの中心部に熱が達すると特異点が消滅? ブラックホール中心部の特異点に熱が到達すると、電子が活発になり原子核が振動?原子核が振動すると、密度無限大の特異点が消滅?特異点が消滅すると、ブラックホールの引力が弱くなりシュバルツシルト半径が消滅?電磁波と重力波が一気に放出? ブラックホール内部が鉄原子なら熱伝導率は高いと思いますが、宇宙内の平均温度は非常に低いと思います。私には全く計算できません。 ブラックホールの特異点とビッグバン ビッグバンの以前は空間も時間もない「無」ですよね? それってブラックホールの「特異点」と同じものとは考えられないでしょうか? ブラックホールの「特異点」の向こう側(どこかは分かりませんが)ではビッグバンが起こり別の宇宙が誕生しているとは考えられないのでしょうか? 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば? Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市(長野県)在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科(小学校・中学校)化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他(自然科学) カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル?プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す!格安SIMと端末選びのポイントは? 友達って必要?友情って何だろう 大震災時の現実とは?私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ!負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる! OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など