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ホーキング放射

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1: 2016/08/17(水) 18:24:18.18 ID:CAP_USER9
イスラエルの科学者ジェフ・スタインハウアーが人工的なブラックホールを製作し、その振る舞いからスティーブン・ホーキング博士が1974年に発表した理論「ホーキング放射」に似た現象を観測したと発表しました。

スタインハウアーが作った人工的なブラックホールは本物のブラックホールのように光を含めて何でも吸い込むというものではなく試験用のチューブ内に流体を流し、ある地点でそれを音速以上に加速させることで音響的な事象の地平面を生み出すというもの。本物のブラックホールでは光が逃げられなくなる位置で事象の地平面が発生しますが、この人工ブラックホールでは音が逃げられなくなる位置を事象の地平面とします。

ブラックホールは一般に、すべての物質を引き寄せ、光であっても逃さないほどの強力な重力を有するため、宇宙空間にポッカリと真っ黒く何も見えない穴が開いたように見えると思われています。しかし、ホーキング博士は量子効果を考慮するとそこからは熱的な放射がなければならず、事象の地平面(想像図に描かれるブラックホールの縁の部分)から電磁波のようなエネルギーが発せられるため「ブラックホールは完全なブラックではない(何も放出しないわけではない)」としました。

もう少し詳しく説明すれば、真空中には何も存在しない部分から常に一対の粒子が発生しており、それらはすぐに結合してまた消滅するという動作を繰り返していると考えられます。事象の地平面よりブラックホールの中心に近いところでは、粒子が発生してもブラックホールに引き寄せられるだけで終わってしまいます。ところが、事象の地平面では片方の粒子のみがブラックホールに落ち、もう片方が外へ逃げる可能性が考えられます。するとこの逃げた粒子が、外界からはブラックホールが放出したエネルギー、つまりホーキング放射として観測できることになります。

一方、ブラックホールに落ちた方の粒子は、相棒を失ってエネルギー的にマイナスとなっているため、ブラックホール全体からエネルギーを吸収します。

続きはソースで

http://o.aolcdn.com/hss/storage/midas/cc29bb764b1595e99bff67b1c04bddc6/204212749/main.jpg
http://o.aolcdn.com/hss/storage/midas/8df225313efe3b87c465e5ac909bfc0e/204212771/naturea.png
http://japanese.engadget.com/2016/08/17/7/
ダウンロード (2)


引用元: 【科学】イスラエルの科学者がブラックホールを人工的に作り出し、「ホーキング放射」を確認 ©2ch.net

イスラエルの科学者がブラックホールを人工的に作り出し、「ホーキング放射」を確認の続きを読む

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1: 2015/06/10(水) 16:41:11.63 ID:???*.net
誰でも1度は考えたことがあるであろう「ブラックホールに人間が落ちてしまうと一体どうなってしまうのか?」
という疑問の回答は、「押しつぶされる」だとか「細切れになる」といったようなありがちな答えよりも現実離れしたものになっています。

images


ブラックホールに落ちた場合、人間は何と2つに分裂し、ひとつは即座に燃えて灰になり、もう一方は無傷のままブラックホールの中に落ちていくそうです。

◆そもそもブラックホールとは?

ブラックホールというのは、人間が解き明かした物理の法則が崩れる場所です。ブラックホールの中心部分は
真っ黒な円になっており、これは事象の地平面(シュヴァルツシルト面)と呼ばれています。
ここには非常に強力な重力場が形成されており、脱出するには光速よりも速い速度が必要となります。
光すらも吸い込まれてしまうので、ブラックホールは真っ黒な天体になってしまい、直接観測することが難しい
というわけです。つまり、よく見かける「ブラックホールの写真」風の画像というのは、写真ではなく物理学的観点から計算して作成されたブラックホールのモデル画像ということになります。

また、ブラックホールの事象の地平面は燃えており、量子効果により燃えさかる粒子の流れが宇宙に拡散していると考えられます。
これはホーキング放射と呼ばれるブラックホールから発生する熱的な放射のことを示すのですが、十分な時間が経過すると、ブラックホールは全ての質量を放射し尽くして消えるそうです。

そしてブラックホールの奥深くには、特異点と呼ばれる無限に時空をねじ曲げる場所が存在します。
ブラックホールの特異点は密度・重力が無限大に発散しており、物理の法則やあらゆるものが当てはまらない、
まさに未知の場所となっており、ここで何が起きるのかは誰にも分かりません。

◆ブラックホールに吸い込まれるとどうなってしまうのか?

ブラックホールの概要をサラッとおさらいしたところで、次は実際にブラックホールに吸い込まれるとどうなってしまうのかをシミュレーション。

・ブラックホールに吸い込まれていく人間をブラックホールから十分に離れた位置から観測
まずは、ブラックホールに吸い込まれていく人間をブラックホールから十分に離れた位置から観測する場合、どのように見えるのかをシミュレーションします。

ブラックホールの外側の安全な位置からブラックホールに吸い込まれていく「まさる」という架空の人物を観測するとします。最初、まさるは宇宙に浮遊しているわけですが、そこから事象の地平面に向かって徐々に加速しながら近づいていきます。ブラックホールに近づくにつれ、まさるの体は伸びたり歪んだりして見えるようになり、これはまるで巨大な虫眼鏡越しにまさるを見ているかのようであるそうです。
そしてまさるがさらに事象の地平面に近づいていくと、次は動きが徐々にスローになっていきます。

この時、宇宙空間での出来事なので空気がなく、声をあげることはできませんが、光を使って周囲に助けを求めることはできるかもしれません。しかし、ブラックホールに近づけば近づくほど外部からゆっくりと動いているように見えるようになるので、まさるが「助けて!」というメッセージを光で送っても、「た…………す…………け…………」といった具合に非常に長いメッセージになってしまう模様。

そしてついにまさるが事象の地平面に到着したとします。ここまで来ると、外から観察している側からはまさるがグニャグニャに歪んだ状態で一時停止ボタンを押したかのようにピタッと止まって見えるそうです。
そして、ほとんど停止した状態のまさるが、事象の地平面から出るホーキング放射の熱で非常にゆっくりと灰になっていく姿が観測できる、とのこと。

・ブラックホールに吸い込まれていく人間側から見た世界
対して、自分自身がブラックホールに吸い込まれていく場合は周りの世界がどのように変化していくのでしょうか。

続きはソースで

画像
http://i.imgur.com/yqayzp5.jpg
http://gigazine.net/news/20150609-black-hole-fall/
★1の立った日時:2015/06/10(水) 11:44:06.35
前スレ http://daily.2ch.net/test/read.cgi/newsplus/1433904246/

引用元: 【宇宙】ブラックホールに吸い込まれると人間はどうなってしまうのか?★2

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1: 2014/10/23(木) 09:36:52.31 ID:???.net
ブラックホールレーザーによるホーキング放射の観測ブックマーク
Nature Physics
2014年10月13日

Observing Hawking radiation with a black-hole laser

ホーキング放射(量子効果によってブラックホールから放出される放射)のブラックホールレーザーによる証拠が、今週のオンライン版で報告されている。
これは、自己増幅するホーキング放射の初の観測結果で、天体物理学のブラックホールを実験室で調べるエキサイティングな系が得られた。

1974年に、スティーヴン・ホーキングは、量子効果のためにブラックホールは完全にブラックではなく、実際はある種の放射を放つことを示した。
現在これは、ホーキング放射と呼ばれているが、放出される放射の量は極めて小さいと考えられるので、天体物理学的な観測はできないかもしれない。
そこで、光ではなく音が脱出できない、流体でできた音響ブラックホールを用いたホーキング放射の観測が試みられている。
しかし、こうした系でのホーキング放射の観測も、この効果が極めて小さいので困難であることが分かっている。

Jeff Steinhauerは今回、実験室でブラックホールレーザーを作ってホーキング放射を増幅する方法を実証している。
Steinhauerは、量子流体を用いて、ブラックホール地平面(ブラックホールに入る音が引き返せなくなる限界点)とホワイトホール地平面(その反対に、音が通れずはじき出される点)を組み合わせた。
こうした系は、音波のレーザーとして働き、放出されるホーキング放射を検出可能なレベルまで増幅する。
____________

▽記事引用元
http://www.natureasia.com/ja-jp/research/highlight/9516
natureasia.com(http://www.natureasia.com/)2014年10月13日

▽関連リンク
Nature Physics (2014) doi:10.1038/nphys3104
Received 14 July 2014 Accepted 19 August 2014 Published online 12 October 2014
Observation of self-amplifying Hawking radiation in an analogue black-hole laser
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/abs/nphys3104.html

*ご依頼いただきました。

引用元: 【宇宙物理】ブラックホールレーザーによるホーキング放射の観測ブックマーク

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1: 2014/09/26(金) 09:59:34.19 ID:???0.net
「ブラックホールは存在しない」とする説を、ノースカロライナ大学チャペルヒル校の女性物理学者ローラ・メルシニ=ホートン氏が主張している。

一般的に考えられているブラックホールでは、太陽よりも大きな質量を持つ恒星が寿命を迎えたとき、星が自身の重力で崩壊し、特異点を形成する。特異点での強い重力によって、ブラックホールからは光さえも脱出できなくなるとされる。

しかし、ホートン氏は、こうしたブラックホールの形成が起こり得ないことを数学的に証明したという。

スティーブン・ホーキング博士は、恒星が死ぬとき、恒星から「ホーキング放射」と呼ばれる放射現象が起こると予想した。ホートン氏の説では、恒星はホーキング放射以外にも莫大な質量を放出するため、もはやブラックホールを形成するだけの密度がなくなる。
死にかけの星は、ブラックホールが生まれる前に、膨張して爆発してしまうとホートン氏は言う。

特異点は形成されず、ブラックホールから光が脱出できなくなる「事象の地平面」も生まれない。
もしもこの説が正しいとすると、宇宙の起源は138億年前に特異点から生じた大爆発にあるとするビッグバン理論にも疑問が投げかけられることになる。

今回の研究は、「ブラックホール情報パラドクス」と呼ばれる論争にも、新たな考察を与えるものだ。
アインシュタインの重力理論によれば、ブラックホールの特異点ではすべての情報は完全に失われてしまう。
一方、量子力学に基づく情報理論では、この宇宙の情報は必ず保存され、失われることはない。
このため、ブラックホールに吸い込まれた情報は失われるのか、何らかの形で保存されるのかについては、長年にわたって議論が続いてきた。
ホーキング博士は、ブラックホールに吸い込まれた情報は破壊されるという立場を取ってきたが、後になってこの考えを訂正している。

http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2014/09/25/1411635232000_wps_6_27_Feb_2013_An_artist_s_i.jpg
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2769156/Black-holes-NOT-exist-Big-Bang-Theory-wrong-claims-scientist-maths-prove-it.html

引用元: 【宇宙】女性物理学者「ブラックホールは存在しないことを数学的に証明した」と主張

女性物理学者「ブラックホールは存在しないことを数学的に証明した」と主張の続きを読む
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