吹き飛ばされた心
宇宙にはブラックホールよりも奇妙なものはありますか？これらの奇妙な重力怪物は、空間と時間を歪めるだけではありません。それらについて考えるだけで、人々の想像力も広がります。そして、あなたが聞いたかもしれないすべての気が遠くなるような特質-それらの驚異的な質量、それらの信じられないほど小さいサイズ-とともに、ブラックホールには、あまり知られていない異様なプロパティがたくさんあります。これらの宇宙の奇妙さに関する最も驚くべき特徴と理論的な可能性のいくつかを見てみましょう。
ブラックホールには髪があるかもしれません
1960年代、物理学者のジョンウィーラーは、ブラックホールには「髪がない」ことを示唆しました。つまり、特定の宇宙オブジェクトは、そのスピン、角運動量、質量によってのみ、その兄弟と区別できました。ブラックホールに関する他の識別情報は「髪」と見なされ、ブラックホールの貫通できない事象の地平線の背後に消えると考えられています。これは、ブラックホールの周囲の境界であり、そこから光を含む何も逃げることはできません。
有名な物理学者スティーブンホーキングがブラックホールが実際には幽霊のようなゼロエネルギーの粒子で作られた豪華な髪型をしていること、およびこのひっそりした凝集にはブラックホールが消費した物質に関する情報が含まれていることを提案した2016年に切り替わります。この仮説は証明されていませんが、ブラックホールの浮き沈みに陥ったガスや塵に何が起こるかという長年のパラドックスを解決するのに役立ちます。
ブラックホールは噴水を生成します
ブラックホールの強力な重力グリップから逃れることができるはずはありません。しかし、それは穴の端に非常に接近した材料にのみ当てはまります。多くのブラックホールは、実際には、排水口を流れる水のように、ガスとダストの流れに囲まれています。この材料の摩擦により熱が発生し、ガスとダストに撹拌、嵐のような構造が作成されます。最近の観測では、この動きによって物質の内部の柱を囲むアーチリングも生成されることが示唆されています。
ブラックホールは蒸発する可能性があります
量子力学は、粒子がブラックホールを脱出する別の方法を提供します。理論によれば、亜原子粒子のペアは、ブラックホールの事象の地平線の周囲で常に存在し、存在していません。多くの場合、パートナーの1人がブラックホールに陥るように、構成は正しい方法で調整されます。粒子の同一の仲間は、非常に高速で追い出され、小さなエネルギーのブラックホールを奪います。これにより、現象を発見したスティーブンホーキングの後にホーキング放射線と呼ばれるものが生成されます。エネルギーは質量に等しいため、このプロセスでは実際にブラックホールが縮小し、最終的には長期間にわたって蒸発してしまいます。
ブラックホールは火の壁に囲まれている場合があります
ホーキング放射線の問題の1つは、物理学者に難問を引き起こすことです。この放射線によって生成された素粒子は絡み合っています。つまり、一方に起こったことはもう一方にすぐに感じられます。では、ブラックホールに陥らなかったパートナーは、仲間が無限に密集したポイントに押しつぶされたときにどう感じるでしょうか。誰も知らない。ある理論では、ブラックホールが粒子の絡み合いを妨害し、その結果、量子力学の法則に従って、異常な量のエネルギーが生成されると考えられています。つまり、すべてのブラックホールが火の壁に囲まれているということです。
ブラックホールは情報を奪い合うかもしれないし、そうでないかもしれない
粒子に関する情報は決して破壊され得ないという量子力学の法則でブラックホールの破砕質量を二乗することは困難です。しかし、ブラックホールの端を越えて滑る物質は、宇宙に永遠に失われるはずです。この難問は、ブラックホール情報のパラドックスとして知られています。決議はこれまでに科学者を逃れてきました。最近の研究では、ブラックホール内でスクランブルされた情報は、ホーキング放射の粒子パートナーに渡される可能性があることが示唆されています。ただし、このパラドックスに対する明確な答えは見つかりませんでした。
ブラックホールは暗黒物質である可能性がある
ビッグバンの直後、宇宙は多数の小さなブラックホールを生成するはずでした。これらの特徴は光を放つ巨大な物体であるため、一部の物理学者は、これらの原始ブラックホールがダークマター、宇宙の物質の大部分が構成されている神秘的な物質を説明できると推測しています。しかし、レーザー干渉計重力波天文台（LIGO）からのデータが多くの微小なブラックホールで満たされた宇宙を除外していることを考えると、この考えは物議を醸しています。おそらく、中型のブラックホールがまだそこに潜んでいる可能性がありますが、観察によると、それらはせいぜい1％から10％の暗黒物質を構成するだけです。
問題はブラックホールで未来へと旅立つかもしれない
ブラックホールは無限の問題にぶつかります-ブラックホールの質量は、サイズが無限に小さい無限に密な点まで押しつぶされます。物理的には、これは意味をなさないので、研究者たちはブラックホールを処理するための代替フレームワークを探してきました。 1つの提案は量子ループ重力として知られています。これは、時空の構造がブラックホールの中心の近くで非常に強く湾曲していることを示唆しています。これにより、穴の一部が将来にわたって伸びることになります。つまり、その穴に吸い込まれた物質は、時間をかけて前進します。これまでのところ、この心を拡大するアイデアは理論的なままです。
科学者は別の宇宙からのブラックホールを発見したかもしれない
物議を醸している観察の1つは、私たちの宇宙が後発者であることを示唆しています。以前の宇宙は私たちの宇宙の前に存在していたかもしれず、ブラックホールを含んでいたでしょう。著名なオックスフォード大学の数理物理学者であるロジャーペンローズは、ビッグバンのエネルギッシュな遺物である宇宙背景放射には、以前からのこれらのブラックホールの痕跡が含まれていると主張しています。他の科学者は、ペンローズのデータはランダムノイズに過ぎないと主張しましたが、その可能性は興味をそそられたままです。
ブラックホールの写真がすぐにあります
数日のうちに、物理学者はブラックホールの初めての画像を公開する準備が整いました。この超巨大な獣は私たちの天の川銀河の中心に潜んでいます。その写真を撮ることが、イベントホライズン望遠鏡の目的です。この計器は実際には、地球全体の電波望遠鏡のグローバルネットワークであり、それらの能力を組み合わせて、これまでにないほど銀河中心にズームインしています。望遠鏡は周囲の物質全体にブラックホールの影を見つけることができるはずであり、画像は4月10日に期待されています。
