ブラックホールから脱出しようとした光は、まるでブーメランのように引き戻される

太陽系外の謎
1: ライスシャワー ★ 2020/04/13(月) 02:12:18.59 ID:6J6cvcOI9

ブラックホールは光さえ吸い込む強力な重力源ですが、その周辺で見せる複雑な光の挙動が明らかになりました。

過去の観測データの洗い直したところ、ブラックホールから脱出しようとした光が、まるでブーメランのように引き戻されている痕跡が得られたのです。

この特殊な光の挙動によって、ブラックホールの降着円盤は自らの発光で自らを照らしているというとんでもない状態であることもわかりました。

この研究は、米国カリフォルニア工科大学の研究者Riley M. T. Connors氏を筆頭とした研究チームより発表されており、論文は3月27日付けで天文学を扱う査読付き科学雑誌『The Astrophysical Journal』に掲載されています。

 

no title

 

ブラックホールの周りの光

今回の研究は、2012年に運用が終了したロッシX線タイミングエクスプローラー(RXTE)衛星のアーカイブを組み合わせて行われました。

過去の観測データを、現代の技術で改めて洗い直し新しい発見をするというのは、最近の天文学ではよく報告される事例です。

観測されていたのはブラックホール連星「XTE J1550-564」です。これは太陽質量の10倍程度という恒星質量のブラックホールで、伴星の物質を吸い込んで明るく輝く降着円盤を作り出しています。

円盤の上下に吹き出すジェットも確認でき、マイクロクエーサーという呼び方もされています。

 

no title

 

X線観測データを確認した結果、ここではブラックホールの非常に近くから出ている光を観察できたが、それはブーメランのようにブラックホールに引き戻された痕跡があったというのです。

こうしたブラックホール周辺の光の挙動は、1970年代には予想されていたものですが、観測で確認されたのは初めてのことです。

 

重力に吸われる光

光は質量を持たず、直進しかしないという性質があります。なのに重力源のブラックホールに吸い込まれるというのは一見奇妙なことのように思えます。

しかし、重力とは単純に質量のあるものを吸い寄せる力ではなく、空間の歪みであることが一般相対性理論によって説明されています。

 

空間を2次元平面のゴムシートと考えた場合の重力源周辺の歪み

 

ブラックホールのような強い重力源の周りでは、ゴムシートにボーリングの玉でも乗せたようにぐにゃりと空間が歪みます。

ここに勢いに載った光が飛び込むと、光はぐるぐるコイン募金箱に投げ込まれたコインの様に、歪んだ空間に合わせて軌道を曲げてぐるぐると周回するような挙動を取ってしまうのです。

 

ぐるぐるコイン募金箱。歪んだ場所では平たいコインも円を描くように転がる
no title

 

こうした原理で、光もブラックホールの周辺では歪んだ空間に捕らわれてブラックホールの中心へ引き込まれてしまうのです。

実際のブラックホールは高速で自転していると考えられ、挙動はこのぐるぐるコインよりもっと複雑です。

研究者の予想では、そこでは光が曲げられるだけではなくねじるような挙動も取っていると言います。

 

ブラックホールの周りでは高熱の降着円盤が発光していますが、その光はブラックホールから脱出しようとして、ブーメランのように引き戻されていることもX線観測から確認されました。

この光は引き戻された後、降着円盤の物質に反射して再度飛び出してくると言います。

 

つまり、ブラックホール周辺では、自分が輝いて放った光で別の部分が照らされているという奇妙な状況が起こっているのです。

この直接輝いて抜け出した光と、引き戻された後反射した光を分離すれば、ブラックホール周辺の状況をもっと詳しく知ることができると言います。

現在は確認が困難なブラックホールの自転速度なども、ここから計算できるかもしれないのです。

 

それにしても、自分で光って自分を照らすとは、アニメに登場する目立ちたがりキャラでもそこまではできないしょう。さすが謎多きブラックホール…といったところでしょうか。

 https://nazology.net/archives/56354

引用元: https://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1586711538/

 

7: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:14:37.95 ID:I2VkcfZT0
あり得ないシチュエーションだけどな

 

9: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:15:16.78 ID:RuizqsaY0
いつもいつも同じ重力というわけじゃないから瞬間的に抜け出すことはあるだろ

 

45: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:58:11.13 ID:bmv+IYTm0

>>9
おお、素晴らしい洞察力だ。

ホーキングが名を挙げたブラックホールの蒸発は正しくそのような過程の話だ。

 

10: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:15:50.20 ID:OlxDxzxK0
え?つまり光の速度が変わるって事?

 

41: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:48:40.96 ID:U9KunbYj0
>>10
光の速度は変わらなくて、時間の方が変わるんじゃねーの?

 

89: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 14:46:00.33 ID:h21hlSkA0
>>10
観測出来ないから判らない

 

11: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:15:51.07 ID:K7WFIwUh0
吸い込まれた先に何があるの?

 

24: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:25:13.78 ID:N2folybq0
>>11
先はないのでは?
ブラックホールは穴ではなく黒いから穴に見えるって事でブラックホールでしょ?
黒い地球みたいなもん。
吸い込んでも無限の重力で無限に潰し核となる中心地に蓄積されるのでは?

 

57: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 03:42:41.18 ID:IYdDs4DS0
>>24
ブラックホールが蒸発する過程で放出されるんちゃう?

 

36: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:36:30.24 ID:x7qF2tAu0
>>11
諸説あるけど吸い込んだものはいずれ蓄積して限界を迎えて爆発、新しい銀河や星系の元になるのと
違う宇宙の入り口という説もある吸い込んだものは違う宇宙に放出

 

37: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:38:06.36 ID:Ru54vmWp0
>>36
科学も存在が大前提で存在の範囲内でしか考えられないから
言うほど大したことないんだよ
科学者も人間の中では相対的に頭がいいだけであって

 

81: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 12:48:49.18 ID:Qk8Z00Mu0
いつも思うけどもどこにつながってるんだよ

 

12: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:16:12.34 ID:8kH5mBIT0
ホワイトホールから脱出するんじゃないのかよ!

ブラックホールがなんでも吸い込む天体なら、その吸い込まれたものはいったいどうなるのだろうか?

これについては以前からさまざまな議論が行われており、物質の形状や種類、性質など、物質がもっていた情報は失われるという考えや、なんらかの形で保存されるという考えもある。たとえば、かの有名な理論物理学者スティーヴン・ホーキング(1942~2018)は、この問題の熱心な研究者のひとりで、かつては情報は保存されないと主張しており、その正否をかけて他の科学者と賭けをしたこともある。その後、他の科学者が「保存される」という研究成果を生み出し、ホーキングも検証の結果それを認めたことから、いまでは多くの科学者は「ブラックホールに吸い込まれた物質の情報は、なんらかの形で保存される」と考えている。

…さらに考えを進めると、ブラックホールに吸い込まれた物質はどこへ行くのかという疑問も生じる。

何人かの研究者は、アインシュタイン方程式を解くことで、あくまで数式のうえではあるものの、ブラックホールに吸い込まれたものを放出する天体として、「ホワイトホール」の存在が考えられるとしている。その可能性を最初に提唱したのは、1964年、ソ連(ロシア)の天文学者イゴール・ノヴィコフ氏(1935~)だった。

引用元:https://www.tel.co.jp/museum/magazine/022/report02_01/?section=3

 

 
18: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:19:47.78 ID:wtrfy+9/0

まず、ブラックホールから脱出しようはとはしてない
光にそんな意思はないしw

空間が歪んでるというか閉じちゃってるから
光は相変わらず直進してるのに出ることがないだけw

 

19: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:21:15.22 ID:ONQovEOT0
重力で光は戻らないでしょ
重力で空間が曲がったから戻ったように見えるだけで

 

20: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:21:31.66 ID:ZYivb9vv0
出たり入ったりピストン運動するのか

 

21: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:21:37.72 ID:g6NMKzx70
つまり光はブラックホールに吸い込まれている訳でなく
吸い込まれているように見えてるだけってことか

 

22: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:24:06.72 ID:rrm2STaD0
つまり並行世界が相互作用しているということだ

 

27: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:28:58.09 ID:xEJ2/Jvt0
近くを光が通っても空間が歪んでる場所を直進するわけだから光に加速が加わるわけではないよね
ブーメランみたいになるのは当たり前なのでは?

 

28: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:29:37.51 ID:AyntSuW60
途中までは出られるんだ?

 

29: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:30:03.87 ID:kFvxw/icO
ブラックホールはただの溶鉱炉ですよ
中心は数億℃で熱とガスとガンマ線を放出しています
何も脱出出来ないと言うのは 迷信でちゃんと出入りしています
数億年で消滅し、まわりのガスが再び恒星になろうと分子結合が始まります

 

44: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:57:45.86 ID:SPmdrp0I0
>>29
なら赤外線カメラに映るの?

▲イベント・ホライズン・テレスコープ(EHT)が史上初めて撮影した、M87中心ブラックホールの画像

Credit: EHT Collaboration

 

 
56: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 03:40:27.73 ID:lUh0trUQ0
>>29
熱は放出されないの?

 

59: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 03:46:16.67 ID:HV2IrxYE0
>>56
太陽はブラックホールの見えないエネルギーの供給を受けて
核融合が発生して輝いているらしい
供給が止まれば異常高速収縮が起きるかもしれない??

 

31: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:30:51.27 ID:g6NMKzx70
そもそも空間は歪むものなのか?
観測者からの視点で観測するとそう見えてれるだけで、実際に空間が歪んでいるわけではないとか?

 

33: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:34:20.77 ID:U3MWoMTm0
そういえばインド暦が終了してベテルギウスが大爆発するって話はどうなった?

 

38: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:38:08.40 ID:AQRGlj180
神のみそしる

 

39: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 02:45:58.65 ID:40tNgjHp0
光さえも脱出できない「重力」って、なんか想像し難いな
直接観測することも不可能らしいし何かもうワケワカメ

 

53: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 03:11:38.02 ID:zgtBESiu0
最後のが沼に見えるのだけ何とかしてくれ

 

54: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 03:16:02.93 ID:6w/oiy4b0
どうやって「中から」脱出するのかと思ったら外縁の話なのね

 

58: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 03:43:37.87 ID:HV2IrxYE0

>>54
いや違うかもしれないよ??
真ん中が無色透明ならどうなる??
光は透明だと考えれば・・・・・・・・

外縁だけとは限らない、其のばに光に反応する質量の
ぶつ質が無いからに過ぎないと言う事になる
光は通貨出来るが見えないとなりそうだ!!

 

63: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 03:56:34.78 ID:IIOeGojE0
吸い込まれるってのは正確じゃなくて
時空が歪んでるからそう見えるんじゃなかったっけ

 

66: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 04:09:08.68 ID:8yY96HGi0
俺ごときにとっては超新星で大爆発を起こしたら質量が上がってブラックホールになる
ってことからして意味不明なんだが
爆発したら拡散して密度下がるもんなんじゃないのか?

 

70: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 04:46:08.06 ID:5Ax6E4pG0
揺れる波間うつった自分の姿みたいに
もうひとりの自分がグニャグニャ姿で現れるんだろうw

 

75: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 05:39:32.00 ID:1mz076Aa0
引き戻されるまではなんで動けんねん

 

77: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 08:24:29.35 ID:/WjUgFkn0
観測できてるなら引き戻されてない。
ぐるぐる回る光を横から見ることも出来ないから嘘。
光は到着先でしか観測できない。
ジェットや円盤が見えるのはそこから地球へ光が直進してるから。
つまりブラックホールに吸い込まれてもいない。
もし本当に吸い込まれてたら地球に絶対届かないからどんなに分析しようが存在すらも観測されないし結局想像の空論。

 

84: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 14:23:22.41 ID:KuuM3XBv0
>>77
難しく考える必要はない
画像通りの説だよ
重力レンズ効果で本来なら地球に届かない光でも降着円盤に当たって乱反射した一部は地球に真っ直ぐ飛ぶようになって重力圏から脱出できるようになる
少し前に撮影されたブラックホールの周辺の明るさに偏りがある原因はこれかもな

 

79: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 08:50:28.73 ID:lUAMga630
ブラックホールって、なる前の恒星と比べたら爆発で質量は軽くなってるはずなのに、何で急に光が出られないほど重量が強くなるん?

 

91: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 14:54:02.46 ID:CPoX14jd0
>>79
出来立てのブラックホールはそれほど空間歪められないんじゃない?
物質を吸い込んである程度以上の質量になったらできる

 

92: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 15:00:02.41 ID:KuuM3XBv0

この現象自体は重い中性子星周辺でも起きてるだろな
ブラックホールの超重力を盛り込んだ書き方してるから変な誤解を産んでる

>>79
超小さくなる事が原因
どんな物質も超小さくなると所謂事象の地平線が現れる

 

98: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 15:25:41.95 ID:HhMnOQqe0
>>92
上下とも間違い
ブラックホールには光子の円軌道が存在するのでそこからちょっと外れた光がブーメラン化する
中性子星は光を大きく曲げることはあってもブーメラン=出戻りにはならない
通常の物質には詰め込める限界がある
ブラックホールはその限界以前に事象の地平線が現れる(と言っていいのかどうか?)

 

80: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 12:01:58.28 ID:eIKr/6xp0
事象の地平線の直ぐ外側まで行って毛根だけうまく線の内側に投げ出すことが出来れば髪が伸びる

 

82: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 13:02:55.96 ID:zgtBESiu0
頭皮ごと持っていかれそうだな

 

90: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 14:50:23.30 ID:k5WK/Kyr0
観測でおおよそこうだろうってのは分かってきたんだから、
あとは一般相対性理論と量子論の完成を待つだけだな。

 

93: 名無しさん@1周年 2020/04/13(月) 15:09:34.94 ID:lGdz2EIl0
こういう話聞くと、インターステラー観たくなるんだな

コメント

タイトルとURLをコピーしました