ブラックホール

質問

ブラックホールに吸い込まれるロケットは、外から見ると次第に動きが遅くなってついには止まってしまうと聞きました。
ということは外から見ると、ロケットは永遠にその場所にいて、あたかも吸い込まれていないように見えることになります。
これが正しいとなりますと、今までブラックホールに吸い込まれた物はすべて、吸い込まれていない状態（止まった状態）で観測されることになりますが、どうなのでしょう？
見当違いな質問かもしれませんが、どなたか詳しい方がいらっしゃいましたら教えていただきたいです。

回答No.3

Scull · ベストアンサー

エート、実は質問さんがお考えになった通りです。
一般相対論では「加速も重力ポテンシャル（空間の歪み）も同等」と考えられ、これが光速に達する付近でまあBHに対して相対速度が0の観測者からは時間進行が停止したように観測されます。一般にBHの中と言われるのは「シュヴァルツシルト半径以内」と決められており、ここはBHの脱出速度が光速以上になる事象の地平でもあります。言い換えればこのシュヴァルツシルト半径に近づくほど「観測者からは」時間進行が遅くなっていく。

このアイディアを元に実は既に論文が発表されており（残念でしたね）、一時期「実はブラックホールは存在しなかった」と騒ぎになりました。そりゃそうです、BHを構成する質量が事象の地平を越えられないとなれば、BHがそもそも生まれないってことになる訳ですから。
当の論文ではBHを構成する質量は結局、シュヴァルツシルト半径のすぐ外を公転し続け、最終的には外へ飛び去っていくと説明していました。

しかしこうなると「タマゴと鶏」ではありませんけど、BHが生まれないのにシュヴァルツシルト面がある事にずいぶん違和感を持ちますね。

実際にどうなっているのかは今後の研究を待たねばなりませんが、質問者さんの疑問はあながち的外れでもありません。ただし、専門の研究者でさえ「現在研究中の事」ですから、明快な回答はまだ得られないかと思われます（もしあったとすれば、その回答は疑ってかかるべきでしょう）。

それにしてもよくこんな専門家も中々思いつかない様な事にお気付きになりましたね！

お礼

回答ありがとうございます。
世の中には色々な論文があるのですね。
BHはそもそも存在しないという考え方には驚きました。
BHの存在は間違いないと思っていましたので何を今更と思いましたが、根拠が意外と相対論と合っているので何が正しいのかわからなくなってしまいました。
宇宙はまだまだ謎に包まれているのですね。

それともう一つ知りたいことがあるのですが、「ブラックホールに吸い込まれるものは光速に達する付近で時間進行が止まっているように観測される」というのは理解しましたが、実際にその姿が観測できた例というのはあるのでしょうか？もしご存知なら教えていただきたいです。
実例があると相対論の正しさがよりわかると思います。

回答No.5

maru-tu

誰も突っ込んでいない部分について補足。

ブラックホールへ吸い込まれつつある物体を、ブラックホールの外（たとえば地球）から観測する場合、物体は徐々に落ちるスピードが遅くなり、やがてはほぼ静止しているようにみえます。

が、もう一つ考えるべきことがあります。ブラックホールから脱出する光に「赤方偏移」が生じることです。つまり事象の地平線ちかくにいるロケットから出た光は波長が長くなり、我々には可視光としてとらえられなくなり、やがては受信不能なほどに波長が伸び切ってしまいます。これが「われわれから見た観測対象の時間が伸びていくように見える」ということです。

よって、近づくにつれロケットの姿が消えるように見えることになるのです。

お礼

回答ありがとうございます。
時間がゆっくり進んでいるように見えるのは相対論的な要素と、赤方偏移的な要素が同時に働いているからなんですね。
まとめるとブラックホールに吸い込まれる物体を外から観測すると、動きがスローになっていくだけでなく、色も赤くなっていき、そして波長的に見えなくなり、観測もできなくなっていく。
こういうことなんですね。

それと、赤方偏移を考えると#1さんの「暗い」という表現も納得できました。

回答No.4

Tacosan

う～む, 完全に勘違いされた....
#1 の「その通り」は, 「吸い込まれていない状態で観測されることになる」というところに対する同意です. これは「吸い込まれない」とは全く別です.
ブラックホールに落ちていく物体が「どのように見えるか」をそれぞれの立場でいうと次のようになります.
・ブラックホールの外にいる人から見ると: 事象の地平線に近づくにつれて「落下速度」が小さくなっていきます. そして, いつまでたっても吸い込まれていないように見えます.
・落ちていく物体の上にいる人から見ると: 何も問題なく事象の地平線を越えてブラックホール内部へと進んでいきます. 宇宙空間に「ここからブラックホール」と書いてある標識があるわけじゃないので, 「いつの間にか越えてしまった」という感覚だと思われます.
この 2つの立場は全く別なので, 「同じ人が同時に観測する」と思ってしまうとわけがわからなくなってしまいます. あくまで「同じことを別の人が観測した結果だ」ということに注意する必要があります.
まあ, このくらいのことは「専門家」なら議論するまでもないことのはずなんですけどね... というか, こんなところでつっかえるようだとホーキング輻射なんか議論もなにもあったもんじゃありません＞#3.

お礼

ごめんなさい。
確かに「吸い込まれない」というのはおかしいですね。

それぞれの立場での説明はとてもわかりやすかったです。
これでもう勘違いはしません。

回答No.2

v7nV1dZjx

そんなことはないです。
ものすごい引力で重力さえも飲み込んでしまうスピード
で吸い込まれてしまうわけなので、すぐに見えなくなります。
光さえも吸い込むので黒くみえるだけです。

お礼

回答ありがとうございます。
確かにブラックホールはすごい引力なので、近づけば近づくほど速さを増しながら吸い込まれると思います。
でも強い重力場ほど時間がゆっくり進んで動きがスローモーションになるというようなことも聞きました。
この２つのことを同時に考えると頭がおかしくなってきます。

それと重力を飲み込むという表現がよくわかりません。
色々勉強不足ですみません。

回答No.1

Tacosan

えぇと, まあ「ず～っと見える」という仮定のもとなら, その通りですね.
普通は「これ以上暗いと見えない」という限界が存在するんだけど.

お礼

回答ありがとうございます。
暗くて見えないだけで、やはり吸い込まれないで止まっているのですね。