ブラックホールは、非常に高い割合（通常は太陽よりも大きい）で質量のある空間現象です。 非常にコンパクトで、重力場が非常に強いため、粒子や放射がありません。 なんとか抜け出すことができます。
光さえも吸い込まれるので、ブラックホールの存在は、観測可能な重力の結果によって証明されます。 その周辺では、特に近くの天体の軌道変化によって、穴に引き付けられ始めます 黒。
さらに、天文学者や科学者は、ブラックホールはその発光のために観測できると主張しています。
ブラックホールの最初の画像
地球から5000万光年離れた銀河M87にある直径400億キロメートルのブラックホールの最初の画像。 写真：ホライゾン望遠鏡のイベント。
ブラックホールの最初の画像は、2019年4月にブリュッセルで開催された会議で公開されました。 2年間の観察と研究の結果、イベントと呼ばれる国際プロジェクトによって発見されました。 Horizon Telescope（EHT）は、ヨーロッパから極まで、世界中のほぼ12の電波望遠鏡をまとめたものです。 南。
画像では、ブラックホールの唯一の目に見える部分は、天文学者によって呼び出された金色の円です。事象の地平線」 (事象の地平線 ポルトガル語）または「ノーリターンのポイント」。
事象の地平線の中心には、特異点と呼ばれる計り知れない質量密度があります。 この点の重力は非常に強いので、周囲の物体は逃げることができません。
理論的には、光速よりも速く動くものだけがブラックホールの重力場に抵抗することができます。 このため、吸い上げられた物質がどうなるかを確実に知ることはできません。
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、天体の重力崩壊によって形成されます。 これらの現象は、物体（通常は星）の内圧がそれ自体の質量を維持するのに不十分な場合に発生します。 そのため、重力によって星の核が崩壊すると、天体が爆発し、次のようなイベントで大量のエネルギーが放出されます。 超新星.
超新星の代表的な画像。
超新星の間、ほんの一瞬で、星がそのコアに移動するときに、星の質量全体がそのコアに圧縮されます。 光速の約1/4（実際、宇宙で最も重い元素が存在するのはこの瞬間です 作成した）。
その後、爆発は 中性子星 または、星が十分に大きい場合、結果はブラックホールの形成になり、その天文学的な量の集中した質量が前述の重力場を作成します。 その中で、脱出速度（ある粒子または放射線が引力に抵抗するのに必要な速度）は、少なくとも光速よりも大きくなければなりません。
ブラックホールの大きさはどれくらいですか？
ブラックホールにはさまざまなサイズがあります。 科学で知られている最小のものは原始ブラックホールと呼ばれ、原子の大きさであると信じられていますが、山の総質量を持っています。
中程度のブラックホール（その質量は太陽の総質量の最大20倍）は恒星と呼ばれます。 このカテゴリーで発見された最小のブラックホールは太陽質量の3.8倍です。
カタログ化された最大のブラックホールはスーパーマッシブと呼ばれ、銀河の中心によく見られます。 一例として、天の川の中心にはいて座Aがあります。これは、太陽の質量の400万倍に相当する質量を持つブラックホールです。
これまでのところ、最大の既知のブラックホールはS50014 + 81と呼ばれ、その質量は太陽の質量の400億倍です。
ブラックホールの種類
ドイツの理論物理学者アルバートアインシュタインは、現代物理学の出現の基礎となった重力に関連する一連の仮説を立てました。 この一連のアイデアは名前が付けられました 一般相対性理論、科学者はブラックホールの重力効果についていくつかの画期的な観察を行いました。
アインシュタインにとって、ブラックホールは「大量の集中物質によって引き起こされる時空の変形」です。 彼の理論はこの地域の急速な進歩を促進し、さまざまなタイプのブラックホールの分類を可能にしました。
シュワルツシルトブラックホール
シュワルツシルトブラックホールは、電荷がなく、角運動量もない、つまり軸を中心に回転しないブラックホールです。
カーブラックホール
カーブラックホールには電荷はありませんが、軸を中心に回転します。
ライスナー・ノルドストロームブラックホール
Reissner-Nordstromブラックホールは電荷を運びますが、それらの軸の周りを回転しません。
カーニューマンブラックホール
カーニューマンブラックホールは電荷を運び、それらの軸の周りを回転します。
理論的には、すべての種類のブラックホールは、十分なエネルギーを失って回転を停止すると、最終的にシュワルツシルト（静的および非荷電）ブラックホールになります。 この現象はとして知られています ペンローズ過程. このような場合、あるシュワルツシルトブラックホールを別のブラックホールと区別する唯一の方法は、その質量を測定することです。
ブラックホールの構造
ブラックホールは、光でも重力場が避けられないため、見えません。 したがって、ブラックホールは、何も反射されない暗い表面の外観を持ち、そこに吸い込まれた要素に何が起こるかについての証拠はありません。 しかし、それらが周囲に引き起こす影響の観察から始めて、科学は事象の地平線、特異点、およびエルゴ球にブラックホールを構築します。
事象の地平線
何も観測されていないブラックホールの重力場の境界は、事象の地平線または 復帰不能点.
NASAによって提供された事象の地平線のグラフィック表現。ここでは、光が放射されていない完全な球が観察されます。
実際には、単なる重力の結果であるにもかかわらず、事象の地平線は、現象の観測可能な領域の始まりであるため、ブラックホールの構造の一部と見なされます。
その形状は、静的ブラックホールでは完全に球形であり、回転ブラックホールでは斜めであることが知られています。
なぜなら 重力時間の遅れ、ブラックホールの質量が時空に及ぼす影響により、事象の地平線は、その範囲外であっても、次の影響を及ぼします。
- 遠くの観測者にとって、事象の地平線の近くの時計は、遠くの時計よりもゆっくりと動きます。 したがって、ブラックホールに吸い込まれているオブジェクトは、時間内に麻痺しているように見えるまで減速しているように見えます。
- 遠方の観測者にとって、事象の地平線に接近する物体は赤みがかった色相を帯びます。 光の周波数が穴の重力場によって減少するため、赤方偏移として知られる物理現象 黒。
- オブジェクトの観点からは、時間は宇宙全体で加速された速度で経過しますが、あなたにとっては、時間は通常どおり経過します。
特異点
星の質量が無限に集中しているブラックホールの中心点は特異点と呼ばれ、ほとんど知られていません。 理論的には、特異点には、崩壊した星の総質量に加えて、重力場によって吸い上げられたすべての物体の質量が含まれますが、体積や表面はありません。
エルゴ球
エルゴ球は、回転するブラックホールで事象の地平線を囲むゾーンであり、天体が静止したままでいることは不可能です。
また、アインシュタインの相対性理論によれば、回転する物体は時空をそれに近づける傾向があります。 回転するブラックホールでは、この効果が非常に強いため、静止したままでいるには、天体が光速よりも速い速度で反対方向に移動する必要があります。
エルゴ球効果と事象の地平線効果を混同しないことが重要です。 エルゴ球は重力場で物体を引き付けません。 したがって、それに接触するものはすべて時空でのみ移動し、事象の地平線を越えた場合にのみ引き付けられます。
スティーブンホーキングのブラックホール理論
スティーブンホーキングは、20世紀と21世紀の最も影響力のある物理学者と宇宙論者の一人でした。 彼の数多くの貢献の中で、ホーキングはアインシュタインによって提案されたいくつかの定理を解決しました。 宇宙は特異点で始まったという理論に貢献し、さらに コール ビッグバン理論.
ホーキングはまた、ブラックホールは完全に黒ではなく、少量の熱放射を放出すると信じていました。 この効果は、物理学では次のように知られていました。 ホーキング放射. この理論は、ブラックホールが放出された放射線で質量を失い、非常に遅いプロセスで、ブラックホールが消えるまで縮小することを予測しています。
も参照してください：
- 相対性理論
- 重力
- ビッグ・バン
