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｢ホーキングの最新宇宙論 ブラックホールからベビーユニバースへ｣をよみました。
白鳥座Ｘ−Ｉは、見えないお伴の星､伴星と、その周りを回る普通の星からなる連星系です。
普通に星から物質が放り出されて､伴星に落ちていく様に見えます。落ちる時は浴槽の排水口から流れ出る水のように螺旋状の運動を起こします。それは非常に熱く、そしてＸ線を放出しているのが観測されます。見えない伴星はとても小さく、白色わい星､中性子星、あるいはブラックホールかのいずれかでしょう。しかし､伴星の質量は少なくとも太陽の６倍はある事がわかっています。白色わい星、と中性子星では重過ぎる値です。と言うことから、これはブラックホールに違い有りません。
ブラックホールは一定の割合で放射と粒子を放出しているのです。・・・・・・放射はどのようにしてブラックホールの重力場から逃げれるのでしょうか。答えは、不確定性原理によれば､粒子はある短い距離でなら光より速く動くことが許されるということです。粒子がブラックホールのように限定された領域に閉じ込められていると、その速度はいくらかの不確定性を持つことになり、そして粒子の速度が光速をこえることも可能に成ります。これによって、粒子が事象の地平線を通ってブラックホールから脱出できるのです。ブラックホールが小さいほど粒子の不確定性は大きく成ります。それで粒子の放射は大きいブラックホールより小さいブラックホールからのほうが速く漏れ出します。
ブラックホールは粒子と放射を放出すると質量を失い､これによって小さくなって行きます。そして一層速く粒子を放出するようになり、ついに､質量がゼロになって完全に消滅します。･････崩壊してブラックホールになった元の粒子に何が起こったのでしょうか。・・・・彼らは自分の小さなベビーユニバースに行ってしまう、というのが答えだと思います。このベビーユニバースはブラックホールに落ち込んだ粒子を捕まえるわけですが､これは所謂虚時間に発生するのです。・・・・・実時間の中でその粒子の経路(歴史）は､特異点で終わりを迎えます。しかし､虚時間の中では粒子の経路は続きます。それはベビーユニバースを通り、他のブラックホールから放出される粒子として再び現れます。
一般相対論が正しいならば、どんなものであれ、理にかなった宇宙モデルは、特異点から始まらなければならないのです。これは・・・・どのようにして宇宙が始まるかは予言できないことを意味します。
・・・・私は気が変りました。今でも宇宙に始まりがあったことは疑いません。けれど、わたしは､始まりは特異点ではないと信じているのです。･･････特異点定理の示すところでは､現在の宇宙膨張期が始まった時､時空は小さな曲率半径で極度に歪められていたはずです。このような情況のもとでは､不確定さが非常に重要になるはずです。このように一般相対論は、特異点を予言したおかげで､自らの崩壊を招きました。宇宙のはじまりを議論するためには、一般相対論と量子力学を結び合わせる理論が必要になるのです。・・・・最有力候補は超ひも理論ですが、いまだ未解決の難問が山積みです。・・・・宇宙がこの｢無境界｣状態にある時に限って､科学法則は､他の力を借りずに､存在可能な夫々の経路の確率を決定します。
古典的な一般相対論では、不確定性理論を取り入れていないので､宇宙の初期段階では密度無限大の点に成ります。そのような特異点において､宇宙に境界条件がどうあるべきかを決定するのは､きわめて困難なことです。しかし、量子力学を考慮に入れると､特異点が消え､空間と時間が一緒になって､境界も端もない閉じた四次元の表面を形作るという可能性が出て来ます。これは地球の表面のような物ですが､次元が二つ余分にあります。
ブラックホールの中には､時間と空間の終わりである特異点があります。一般相対論の方程式には、宇宙飛行士がブラックホールの中に落ちても特異点にはぶつからず､小さな抜け道を通り、ホワイトホール空出てくるという解があります。ホワイトホールとはブラックホールの時間を逆向きにしたものです。これは､出てくることは出来ても落ちて入っていく事の出来な天体です。ホワイトホールは別の宇宙にあるかもしれないし､私たちの宇宙のどこかに有るかもしれません。
・・・・・・もし無境界仮説が正しいならば､この経路は､終わりを迎えることは出来ません。と言うのは、虚時間のもとでは､境界や特異点が存在しないからです。
パルサーは､高速で明滅する超新星の残骸で､中性子星であると考えられています。Ｘ線星は､人工衛星に積まれたた観測機器によって見つけられたもので､おそらく中性子星かあるいはもっと高密度の仮想の天体、つまりブラックホールなのでしょう。
これらに新たに発見された天体や仮想上の天体に､一般相対論を適用しようとした場合､物理学者が直面する問題の一つに､一般相対論と量子力学を矛盾なく結びつけるという課題があります。過去２−３年の間にかなりの発展があり､それによって、充分に一貫性のある量子重力理論が問うからず出てくるであろうと言う見通しも出てきました。
量子力学によれば､空間は、”仮想的な”粒子と反粒子の対でみたされています。この対は、つねに粒子と反粒子の対の形で生成し、互いに遠ざかっていき、終いにはまた近づいてきて､対消滅してしまうのです。これらの粒子と反粒子が仮想的といわれるのは､”実在”の粒子と違い､粒子検出器で直接観測することが出来ないからです。それにもかかわらず、仮想粒子の効果を間接的に測定することが出来ます。仮想粒子が実在することは､励起状態にある水素原子から出る光のスペクトルから出る小さなズレ（ラムシフトと言う）から確かめられます。・・・ブラックホールがあるとそう言う仮想粒子ーー反粒子の対の一方が対消滅する一方を残して落ちて行き・・・・・・残された方の粒子はやはり自らも落ちていくかもしれないし、無限のかなたに逃げていくかもしれない。そうなれば、あたかも､ブラックホールから放射が放出されているように見えるのです。
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2019
またまた成功しました。不確定性の原理は今度は図面を載せてくれました。３番目の図はブラックホールのイメージが他のイメージとはかなり異なる事が一目でわかります。
2007/9/9(日) 午前 0:07 [ nag**ufo ]
ブラックホールに吸い込まれた物質が、ベビーユニバースから放出されて、それがダークマターとかwwww😂
2019/5/28(火) 午後 8:44 [ adapt ]