豆知識の時間

毎月２５日は豆知識の日！（と、今決まりました）
みんな、ブラックホールの実相を知ってる？
そんなお話。


まず、星（恒星。地球は惑星だから違う）ってのは、中心部の核融合爆発で、常に膨張したがってるんだ。
だけどとてつもない質量による自重があるから、その重力で縮もうともしてる。
その逆ベクトルの力関係が５０対５０なんで、いつも安定して光ってるわけ。


だけど、核融合の燃料が切れて膨張が止まると（０）、収縮圧力が１００になって、自重でつぶれる。
この重力崩壊で、星の中心に向けて猛烈な爆縮が起きて、巨大な質量が「点」にまで丸められてしまう。
これがブラックホールだよ。


この特異点（正確にはシュバルツシルト半径という広大な球状のエリア）からは、光も抜け出せない。
地上に向かってボールを落とすその自由落下のスピードで、逆に地上から上昇すれば、地球の重力圏から離れられるでしょ。
ブラックホールの重力による自由落下スピードは、計算上で光速を上回るため、要するに光のスピードを持ってしてもその重力圏を振り切ることはできないわけ。
だからこのホールは底抜けにブラックなんだ。


さて、相対性理論では、時空間という概念で、時間は三次元空間とつながってる。
シュバルツシルト半径（事象の地平ともいう）の内側では時空感がひん曲がってて、特異点に向けて落ち込む光速のために時間が引き延ばされ、空間が縮まる。
スピードってのは距離÷時間だから、どうしてもこうなっちゃうんだ。
現象的には、この危険半径をまたいだ瞬間から、落ち込む事象は永遠にストップして見えることになる。


そんなブラックホールがふたつ、お互いに向けて落ち込み合ってる、ってものすごい光景（この柏木くんのくるくる皿のような）をとらえたのが、晴れてノーベル賞を冠された重力波だよ。
質量が時空間をゆがめるのが重力の正体、と前回説明したけど、重力は宇宙空間全体をゆがめるんで（ゆがみは光速でかつ無限に伝わる）、その波がこの惑星上でも検出されたってわけだ。
むつかしかった？
来月もやっていい？

東京都練馬区・陶芸教室／森魚工房 in 大泉学園