ブラックホールは、おそらく既知の宇宙で最大の謎です！
これまで、私たちはそれらについてほとんど知りません。なぜなら、私たちの技術では、主にそれらがすべて私たちの太陽系から非常に遠いために、それらの特性を詳細に研究することをまだ許可していないからです。
勉強するのがとても難しいもう一つの理由 宇宙のブラックホール、これらは星のように光パルスを放出しないということです。逆に、それらの強力な重力場は近くの光さえも吸収することができますが、これについては後で説明します。
しかし、1970年からそしてによって提案された理論のおかげで スティーブンホーキンス ブラックホールについては、その形状、組成、形成過程、さらには時間的連続性の変化におけるそれらの関係についての実証可能なデータを含めて、ブラックホールについてより多くを理解することができました。
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しかし、私たちはブラックホールについて本当に何を知っていますか？
クリストファー・ノーランの映画を見たことがあれば： 星間（2010） そして、あなたは何も理解せずに残されました、それはあなたがまだ十分に知らないからです ブラックホール。
この映画はアインシュタインの一般相対性理論に基づいており、私たちの宇宙には3次元ではなく、4次元があり、時間は現実の平面のXNUMX次元であると述べています。
したがって、普遍的な力学の規則は、光を含め、それらが重要であるのと同じように、時間に影響を与えます。
このように、時間は普遍的な定数ではありませんが、物理法則に従って、弾性バンドのように変形、伸長、または収縮できる寸法です。 重力。
宇宙のブラックホールについてもっと知りたいですか？
次に、この記事を最後まで読むのをやめないでください。この興味深いトピックについて知っておく必要のあるすべてのことを説明しているので、次にインターステラーを見るときに、文字通り宇宙に迷うことはありません。
ブラックホールとは何ですか？
ブラックホールは実際には穴ではありません、あなたはそれを知っていましたか？
実際、の定理によると ホーキンスとエリス 1970年以来、ブラックホールは、それら自身の重力の作用により、それらの質量がそれらの中心に向かって引き付けられるため、回転楕円体の形状であると考えられています。 星で起こるのと同じことですが、数百万倍の規模です。
ブラックホールは、非常に高密度の質量のクラスターで構成された空間内の点であり、非常に強力な重力を生成するため、時空の連続性に曲率を作り出すことができます。
ブラックホールの重力場はとても強いです、それが近づきすぎると、物質の粒子が変形から逃れることができないこと。 実際、この引力は非常に強力であるため、太陽光線を形成する光子粒子を吸収することができます。
そうです、文字通り周りの光を飲み込むことができるので、ブラックホールと呼ばれています。
ブラックホールの密度はどれくらいですか？
を与える物理的特性 超大質量ブラックホール それらの重力および熱特性は、それらが比較的小さな空間領域に含む物質の極端な密度です。
私たち自身の星を構成する物質の量がブラックホールになるためには、それ自体が極端に折りたたまれ、1.300億キロメートルのサイズからすべての粒子を圧縮する必要があります。 直径2キロメートル以下のスペースに。
したがって、太陽はそのサイズをほぼ900.000万倍に縮小する必要がありますが、それを構成する物質を無駄にすることはありません。
時空の曲率
ブラックホールがどのように時間を遅くすることができるのか疑問に思ったことはありますか？
覚えていましたか ガルガンチュア en 星間の?
映画では、宇宙船 耐久性 の生活の視点に関するデータを収集するために停止することを余儀なくされています ミラープラネット、 偶然にも非常に近い軌道を回っています 超大質量ブラックホール ガルガントゥアと呼ばれる。
このため、乗組員は天体物理学のジレンマに直面しています。ガルガントゥアに近接しているため、地球上では地球よりも時間がはるかに遅く経過します。そのため、地球上では数時間かかる検索ミッションは、数時間かかることになります。年。
しかし、これはどのように可能ですか？
あなたにとって奇妙な概念のように思えるなら、それは私たちが時間を宇宙の不変の定数と見なすのに慣れているからです。基本的には、他の現実の平面と同じように、時間を変形できるツールがないからです。
しかし、1915年にアルバートアインシュタインによって提案された一般相対性理論は、時間はX平面とY平面（幅と長さの次元）にまたがる現実の次元であることを示唆しています。
したがって、質量のある物体が現実の平面に作用を及ぼすと、最初のXNUMXつを変形できる、したがって時間の経過とともに変形する可能性のある次元Z（深さ）の変数が作成されます。
このように見てみましょう：
一枚の布を広げて、平らなスペース（寸法XとY）を作成するとします。 そして布の上にボールを落とします。 布にボールの重さを作用させると、平面の下側が凹状になります。
この効果は、天体物理学では次のように知られています 時空の曲率。
さて、物理学の規則により、平面上に配置されたオブジェクトが重いほど、そのオブジェクトに対するアクションがより顕著になり、したがって曲率が深くなります。
これはまさに ブラックホールと湾曲した時間。
限界まで圧縮されると、ブラックホールは非常に密度の高いオブジェクトになり、したがって重くなります。そのため、ブラックホールがX平面とY平面に及ぼす作用は非常に極端です。
ブラックホールによって引き起こされる曲率は非常に強いので、入ってくる物質を逃がすことができません。これは、私たちが知っている時空の特異点を引き起こします。 事象の地平線。
ブラックホールが作り出す曲率は非常に「深く」、その重力の引力は非常に強力であるため、ブラックホールの近くにあるすべてのものを吸い込みます。したがって、ブラックホールによって生成される空間のゆがんだ渦の中にあります。 ガルガンチュア、 惑星 ミラー 彼は時間の連続性にゆがみを経験し、ガルガンチュアの事象の地平線に入らなければならないことによってそれを遅くしていました。
実際、正確な数字は、XNUMX時間ごとに ミラー それは7地球年に相当しました。
不思議なことに、1kmの高さの波が ミラー、 それらはまた、惑星上のブラックホールによって及ぼされる重力の効果として説明されるでしょう。
ブラックホールはどのように形成されますか？
ブラックホールは、星が死んだ後に残された残骸であると言えます。
数十年前までは、宇宙の初期段階でブラックホールが形成され、この現象は繰り返されなかったと考えられていました。
しかし、研究 時間の歴史：ビッグバンからブラックホールまで、 Hawkings、Oppenheimer、Roger Penroseが共同で作成したものは、ブラックホールが次のようなプロセスで作成されることを示しました。 重力崩壊。
ブラックホールの形成に道を譲る重力崩壊を理解するために、私たちは少し、星の死の過程に戻らなければなりません。
いつに 黄色い星 （私たちの太陽のように）その水素の蓄えを使い果たし、それははるかに激しい核融合プロセスで、その表面のヘリウム粒子を燃やし始めます。 このプロセスが続くと、生命の最終段階に近づいている星は、そのサイズの最大300倍に拡大し、色を変えて、 赤色巨星。
表面のすべての燃料を消費することにより、核融合プロセスは停止し、それ自体の重力に対抗するプロセスがなければ、すべての粒子がそれ自体のコアに引き寄せられ始め、そのサイズが再び小さくなり、私たちはとして知っています 白色矮星死んだ星
しかし、星の質量が大きいと、このプロセスが極端になり、白色矮星がそれ自体の限界を超えて圧縮され、信じられないほど小さなスペースにさらに集中した質量を持つ物体が作成される可能性があります。
それはあなたの車のトランクにそれを置くのに十分に私たちの太陽を曲げようとしているようなものです。
この最後のステップにより、結果として生じる重力場が非常に強力になり、それ自体の光を飲み込み始め、最終的には 星をブラックホールに変えます。
ブラックホールの種類
異なります ブラックホールの種類 そして、これらはそれらのサイズとそれらが含む質量の量に従って分類されます。
超大質量ブラックホール
超大質量ブラックホールは、間違いなく最大かつ最も強力です。 これらは、わずか2〜3倍の大きさの空間に、太陽の数百万倍の質量を含む可能性があり、これも非常に強力です。
多くの大きな銀河、特に楕円銀河の中心を支配する超大質量ブラックホールを見つけることはよくあることです。 天の川は周りを回っているので、明確な例は家で見つけることができます いて座A、約120AUの非常に巨大な超大質量ブラックホール。
中間質量ブラックホール
彼らは彼らの質量に応じてスケールの次です。 それらは超大質量ブラックホールよりも密度が低いですが、それでも本当に印象的です。
同等の質量が100から1.000.000の太陽質量のブラックホールは、この分類に含まれます。
恒星質量ブラックホール
それらは非常に一般的であり、惑星地球から、この分類に適合するいくつかのブラックホールを観察することができました。
恒星質量ブラックホールの内部には、30から70個の太陽質量が含まれています。 これらは、天体物理学で次のように知られている、巨大な星の重力崩壊から形成されます。 超新星。
マイクロブラックホール
マイクロブラックホールはこの分類のカテゴリーですが、仮説のままです。
Segúnラ ホーキンス理論 ブラックホールについては、これらのマイクロブラックホールは非常に小さな空間に驚くほどの量の物質を含んでいるので、それらの内部の物質は量子物理学の規則によって支配される可能性があります。
CERNの大型ハドロン衝突型加速器の使命のXNUMXつは、人工マイクロブラックホールを形成する要素を作成することです。ここで、量子物理学に関するいくつかの理論をテストしたり、最終的に粒子を分離したりすることができます。 ダークマター。