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[宇宙の不思議・いのちの不思議]  第8号


[宇宙の不思議・いのちの不思議]  第8号 

第1章 宇宙の不思


[1-6] ブラックホールの不思議

ブラックホールという言葉を聞いたことのある方は多いと思います。光さえ飲み込んで、引き込まれたら二度と出られない、そんなイメージではないでしょうか?

1.ブラックホールとは?

(1)実はブラックホールは、アインシュタインの一般相対性理論から理論的に導かれます。ドイツのカール・シュバルツシルト という天文学者が、1916年、一般相対性理論の方程式を初めて解きました。彼は、その解を基にしてブラックホールの存在を予言しました。

(2)簡単に言えばブラックホールも星の一種です。普通の星は重力と膨張力が釣り合っているので球体を維持しています。ところが強過ぎる重力を持つと星自体が自らの重力に耐え切れず、崩壊を起こしてどんどん小さくなり収縮してしまうのです。最終的に極めて小さな体積に収縮し、かつ莫大な重力を持つ星、すなわちブラックホールになってしまいます。

(3)ブラックホールの恐ろしい重力は、周囲の全ての物質、そして光すら飲み込んでしまいます。したがって外からは全く見ることができません。近づくと誰もその重力から逃れられません。宇宙空間の落し穴です。おまけに飲み込まれた後どうなるのか、中の様子はどうなのか解かりません。ブラックホールは未知の天体なのです。

(4)ブラックホールは周囲の全てを吸い込んで、どんどん重くなって成長していきます。ブラックホール自身の最後はどうなるのか、良く解かっていません。
この宇宙の最後は、ブラックホールだらけになってしまうのではと心配する人もいます。一方、ブラックホールは、時間の経過とともにいずれは蒸発してしまうという科学者もいます。まだまだ未知なのです。


2.ブラックホールの中心は?

(1)理論上、ブラックホールの中心点は無限に小さく収縮するため、密度は逆に無限大になり、相対性理論のアインシュタイン方程式が破綻してしまいます。「特異点」と呼ばれています。

(2)その密度は1cm³あたり200億トンとも言われる超高密度状態になります。
ちなみに太陽の密度は1cm³あたり1グラム程度です。

(3)実際には、普通サイズのブラックホールの場合、質量は太陽の5~15倍、半径は15~45km程度と予想されています。

(4)その手前には「事象の地平面」と呼ばれる境界面があり、ここを越えてしまうとすべてのものは中心部へ引きずり込まれてしまい、二度と外へ脱出できなくなります。

将来、宇宙旅行に出掛ける時は、ブラックホールの落し穴に落ちないように注意しましょう。
「危険!」の標識はありません!


3.ブラックホールはいくつあるの?

(1)実際にはブラックホールを直接見ることは出来ません。しかしその強力な重力で周囲の空間を大きく歪めるため、背後にある銀河や星雲などが歪んで見えることがあり、間接的にブラックホールの存在を予想できます。

(2)ブラックホールの近傍に天体がある場合は、そのガスを吸い込んで円盤を形成したり、強いX線などを放つため、間接的に存在を知ることができます。

(3)天の川銀河の中心部には、太陽の400万倍と言われる超大質量のブラックホールが存在すると考えられています。一説によると、天の川銀河には、普通サイズのブラックホールが4億個程度存在するとも言われています。

(4)同様に他の数多くの銀河でも、多数のブラックホールを内部に含んでいると考えられています。そしてその中心部には超大質量のブラックホールが存在する場合が多いようです。


4.ブラックホールの生成

(1)恒星は、生まれるときの重さでその一生が大きく変わります。ブラックホールは、非常に重い恒星が一生を終る時に出来ると言われています。

(2)太陽のおよそ30倍以上重い星の場合、核融合反応の燃料が尽きた時に超新星爆発を起こして、最後にブラックホールが形成されるようです。

(3)そしてブラックホール同士が衝突合体して、大きく成長すると考えられているようです。ただし、詳細はまだ解かっていません。


<私見> ブラックホール活用法!?

(1)日本では、原子力発電所の継続/廃棄が国論を2分していますね。その論点のひとつに、核廃棄物の処理方法が確立されていない点が挙げられています。

(2)私は、世界中の叡智を結集して核廃棄物の画期的な処理方法を開発すべきと思っています。必ずやらなければならないし、出来る筈と思っています。いま原子力発電所は、新興国を中心にして世界中で急速に増えつつあります。日本だけの問題ではないのです。

(3)しかし、たとえ画期的な核廃棄物の処理方法が開発できたとしても、100%完全に無害化処理するのは現実的には難しいでしょう。恐らく100万分の1程度は処理できずに、最終廃棄物として残ってしまい処分方法に悩むことでしょう。

(4)そこで、神を恐れぬ私の珍説です!!
ブラックホールを天然の「超強力ゴミ処理装置」と考えます。最後に残る100万分の1以下に凝縮した最終廃棄物を、宇宙船に乗せて近傍のブラックホールに誘導します。
技術的には難しくない筈です。天の川銀河にブラックホールが4億個も存在するのであれば、近傍のブラックホールをいくつか探して、最適なものを選択するだけです。

(5)宇宙船がブラックホールに近づくと、強力な重力に引寄せられて自動的に吸い込まれていきます。そしてブラックホールの境界面(事象の地平面)に近づくにつれて、重力によって時間の進み方が遅くなり外から見ると殆ど止まっているように見え、超低速でしか進まなくなります。

(6)そして、ついに境界面(事象の地平面)を超えると、もはや光さえ外に脱出できなくなって、宇宙線は外からは見えなくなります。そして宇宙線や格納容器は強力な重力によって粉々に分解されてしまい、最終的には放射性物質も素粒子レベルまで還元されていくのではと想像しています。

(7)ただし運搬対象は、最小限度に低減した最終廃棄物だけです。今刻々と発生している膨大な核廃棄物を全部ブラックホールに吸い込ませたら、多分神様からキツイお叱りを受けると思いますから!



<蛇足>

読者の方々から「科学の話は難しくて良く解からない」という反応を頂いています。ごもっともです!

冒頭にも記載しましたが、本メールマガジンは「解説」を目的にしていません。良く解かって頂こうと思っていません。科学が苦手な方は、斜め読み、拾い読みで結構です。そんな言葉があったのかと言葉を知って頂くだけで十分です。何となくイメージをつかんで頂ければ最高です。

例えば、相対性理論に関する解説本は、直ぐに入手できるものだけでも数十冊以上の本が出回っています。その中の2~3冊を読んで良く解かったと言える人は多くないと思います。数百ページ程度の解説を読んでもなかなか理解できないものです。ましてや、数ページのメールマガジンで理解できなくて当然と思います。

現代の科学(者)は、専門化、細分化、微視化の傾向があり、視野が狭くなってきているように感じています。本メールマガジンは、視野を出来るだけ大きく拡げようとしています。深く細かくではなく、広く浅くを志向しています。したがって細部にはあまりこだわりません。

第1章から第3章までは、最近の現代科学でどこまで解かってきたのか、何が解からないのか、何が不思議なのかを俯瞰して、不思議を少しでも減らしていく材料にしようと思っています。そして今は水と油のように分離している科学(物質)と非科学(心・気・いのち)を、できるだけ広い視野から関連づけることにより、宇宙のしくみを読み解いていこうと考えています。
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by jiriki-tachikawa | 2014-04-10 00:00 | 不思議メールマガジン

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