こんばんは🌛
またまた車関連外の話で失礼します。
先日、我々の住む地球が存在する銀河(通称 天の川銀河)の中心部に位置する巨大ブラックホールを画像で捉えたというニュースが発信されました。
(トップ画像)
画像ですが、正確には、ブラックホールそのものは光を発しないとされているので、いかなる画像にも写りません。
この画像は、ブラックホール周辺、シュヴァルツシルト半径(イベント・ホライズン)の外周での物質がプラズマ化した発光現象、重力レンズ効果で集まった光等を捉えた物となります。
とはいえ、電波解析による物を、可視化したCG画像なので、コレそのものが浮いていて画像と同じ様に見えるのではなさそうですが。
赤いリング状の中の、黒い部分の中央の一点にブラックホール本体が有るとされています。
↑質量が太陽の400万倍😓と言われる質量の「射手座Ａスター」。
見掛けの大きさは、月面に今も有るだろうアームストロング氏の足跡よりも小さいらしい。
射手座と言われても位置関係が微妙(笑)
ソコソコ昔から、謎の電波源が有るのは知られ、天の川銀河の中心ブラックホールではないか？と言われていましたね〜
質量が太陽の百万倍でも、ブラックホールとしては小さい(軽い)という(笑)
「観測技術が進めば、いつかブラックホールも画像で見られるかも」
とは思ってましたが、2019年に最初のリアルと言える画像が公開され、今回で二度目の邂逅となりました。
【ブラックホール】
重い天体(星)が自身の超重力で、自身を形成してる構造強度を上回る重力に負けると重力崩壊を起こして縮み、一つの点(特異点)にまで圧縮された天体になる。
自然界(宇宙)では、重い天体が重力崩壊して超新星爆発を起こし、爆圧で自身が圧縮されてブラックホールを形成すると考えられている。
ブラックホールの中心から、シュバルツシルト半径と言われる距離までは、物理上で最速とされる光も超重力に逆らえず中心部に落ちていく。
1967年に NASA ゴダード研究所で行われたパルサーに関する講演の最中に「重力的に完全に崩壊した物体、では長すぎるのでもっと短い呼び方が必要だ」と話したところ、聴衆から「ブラックホールなんてどうですか？」と提案され、それを物理学者ホイーラーが「完璧に適切な呼び方だ」と使って広まり定着したとされる。
【シュバルツシルト半径】
天体の質量を M、光速度を c、万有引力定数を G とすると、シュバルツシルト半径 rg は
rg=2GM÷c2
{\displaystyle r_{\rm {g}}={2GM \over c^{2}}}
と表される。
重力は距離の２乗に反比例するので、光も中心部から離れたシュバルツシルト半径外の部位で重力の束縛から逃れられるポイントが有る。
(後述します)
【特異点】
理論的には、大きさゼロ、圧力無限大、温度無限大とされ、通常の物理法則とは無縁となる。
通常の理論では特異点からの先の計算が成立しないので理論の間違いが指摘され、何らかの補正が待たれる。
【予測されるブラックホール形成】
恒星(太陽など)は超大量の水素の固まりと考えられますが、巨大重力により中心で原子核融合反応を起こします。
中心部の核融合で、水素以外の原子が原子番号順に随時、生成されていくと考えられています。
↑計算上で推測される、時間経過による内部変化
質量が大き過ぎる恒星(太陽の30倍以上らしい)は、核融合の繰り返しで最終的に中心に鉄が生成されていきます
やがて超重力で自身を支えきれなくなり重力崩壊し、超新星爆発を起こします。途轍もない超爆発で外周は吹き飛ばさされます。
残る中心部は重力崩壊が止まらず一つの点状に潰れた状態の天体となり、結果、ブラックホールが形成されると考えられている。
地球を８mm程に圧縮すると、重力崩壊して縮退してブラックホール化するらしいが、グレンラガンにお願いするしかないですね😅
ブラックホールは、ニュートン力学の時代から予測され、アインシュタインの一般相対性理論の発表後、導かれる解で存在を計算した学者がいました。
【相対性理論】
「特殊相対性理論(1905)」
「一般 相対性理論(1916)」
の総称です。
【特殊相対性理論】
・重力を無視した慣性系理論
アイザック・ニュートンによる万有引力を修正＆広範囲に適用できる優れた理論として、現代物理学の根幹を成すものとなっている。
【一般相対性理論】
・一般相対性原理と一般共変性原理、 等価原理をベースとし、リーマン幾何学を基礎として作られた 古典的な重力場理論
超微小領域を扱う量子理論との整合性に問題が有る為に、何らかの修正、他＆未知の理論による統一性を模索されている。
絶対的な原点を置く座標系ではなく、観測者によって互いの時空間の「相対」として扱われる。
前提として光速普遍「光の速さは同一観測者から常に一定である」とする。
時空間は、縦、横、高さ、時間の四次元となる。
重力は「時空間の歪み」で表され、大質量による大きな歪みで物体同士が引き寄せられる力として重力を説明する。
エネルギーと質量が等価であり、変換可能であることを示す。
(アインシュタイン方程式の解で導かれる、E=mc^2・エネルギー＝質量×光速の二乗。相対性理論の方程式だと勘違いしてる方が多い😅）
マクロ的には相対性理論によってさまざまな物理現象を説明可能である事が実験結果から証明されている。
ニュートンの万有引力は重力を「引く力」と説明するが、天体を観測すると計算上で誤差が有った。また、超高速での移動物体等を観測する場合でも修正が必要とされていた。
相対性理論により、これらは修正説明可能になりました。
また、ブラックホールとは逆のホワイトホールという、物質を吹き出す物の解も導き出せるが、コチラは他の理論との整合性が怪しい😅
みなしではシュヴァルツシルト半径内はブラックホールとしても問題無い模様🌀
【シュヴァルツシルト半径(事象の地平面(地平線)・イベントホライズン)】
ブラックホール本体から、巨大重力により「光を含む全ての物」が逃れられなくなる距離
可視化すると真っ黒な所(笑)
しかし、重力子の交換は可能というのがよくワカラン、ゲージ理論の概念となる
ブラックホールの周りには、土星の輪の様な降着円盤が形成される場合が有る(というか無いと見つけ憎い😅)。
重力の強さは、距離の２乗に反比例するので、重力源から離れる程、掛かる重力が弱くなる差が潮汐力です。
引き寄せられる物体が大きい程、遠近差による潮汐力が無視出来ない力になり、引き伸ばされたりモゲたりします💔。
引き寄せられる物体に初期運動量が有ると、螺旋状に運動しながらブラックホールに落ちていく。
落ちる物体はバラバラに引き裂かれながらブラックホールに落ちるか、降着円盤を形成します。
シュバルツシルト半径の外縁では凄まじい力での摩擦力等で高温になり、プラズマ化してＸ線源になったり電磁放射されたりする模様🔥⚡
状態により電磁気力等でジェット噴流を吹き出す場合もあり。
「イベント・ホライズン・テレスコープ」
という国際プロジェクトがあります。
↑日本主導の国際協力で作られたアルマ天文台の電波望遠鏡群。
チリの高地に建設された。
イベントホライズンプロジェクトは、参加各国の電波望遠鏡をリンクさせ、地球規模の大きさの仮想電波望遠鏡を形成して観測する手法を使っているそうです。
2019年の画像では、各望遠鏡からのデータから、ターゲットデータの処理に、中心的？に携わった日本人学者のドキュメントやってたけど名前は覚えてません(笑)
データ解析は各地複数のスーパーコンピューターを使用したとの事でした。
↑2019年に発表された時の、乙女座銀河団Ｍ87巨大ブラックホール。
観測範囲で最も大きく観測出来るので最初はコチラが選択されたという
見掛け直径、1000億km💦
質量が太陽の65億倍💧
イメージ不可能(笑)
↑今回の発表で調べてて見付けた、より鮮明な同画像。
最初の発表の後、公開したのかな？
一部拡大↓
↑出とるとウワサのジェット噴射もハッキリと確認された
ホーキング放射ではなく、螺旋磁力線に乗ったプラズマが5000億キロ以上に渡っているのが観測されている
マジかッ⁉ってなデカさ😅
因みに、知られる最大級のブラックホールは、ほうおう座銀河団の中心銀河の核の、「Phoenix A」
推定の質量値は太陽の1000億倍もあるそうです😱😱😱
計算で、自然に生まれるブラックホールの限界値は太陽の500億倍とか言われてたのは何？😅
自然界(宇宙)が自然で、卓上計算は自然じゃないだろ(笑)
以上、人類史上、記念すべき画像？の話でした。
関係無い話ですが、みんカラ内の参加グループで科学系コミュニティが無かったので、鋭意？作成中です。
まだ工事中でイツになるか不明ですが、ある程度仕上がったら、参加者様募集致しますので、ご興味有る方は宜しくお願いです✋
(前宣伝失礼💦)
以上、毎度お付き合い、有難うございました✨
全く関係無いが、私が住む岡山に「岡山芸術創造劇場ハレノワ」という市営施設が出来るらしい。
ウェブ見たら、劇場としては、なかなか立派な佇まいでした。
↑…何かに似てる(笑)
本日、我が県の岡山芸術創造劇場ハレノワのシンボルマークが決定したとのニュースを見て、そのデザインから連想してて当該ブログを書くに至りました(爆)
単細胞😺💦
以上、お付き合い有り難うございました✨
ご質問等有ればコメント下さい。また、当ブログに誤字脱字、間違い勘違い等有ればお知らせ下さい✋
無限に広がる大宇宙？(２)「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」
無限に広がる大宇宙？(３)「宇宙誕生」
無限に広がる大宇宙？(４)「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 ２」
無限に広がる大宇宙？(５)「地動説・天動説」
5月19日でみんカラを始めて2年が経ちます！
