NHKBS「100年の謎 ブラックホールは存在するか?」

2017年

明日8月2日夜11:45分からNHK BSプレミアムでコズミック フロント☆NEXT「100年の謎 ブラックホールは存在するか?」が放送される。
(このテーマは先週放送された番組の再放送)

番組のキーワードをあげると、

「アルベルト・アインシュタインの一般相対性理論

カール・シワルツシルトの計算で予言されたブラックホール」

スブラマニアン・チャンドラセカールの星の最後に関する理論」

ロバート・オッペンハイマーの中性子星に関する計算」

「ブラックホールは穴なのか」

「2017年に始まったブラックホールの観測プロジェクト」

この順にブラックホールについて紐解いていこうとする。

[独り言]

ブラックホールと言えば最近取り上げられた事柄として、

重力波を観測したきっかけがブラックホール同士の合体」

アインシュタインが予言した重力波とブラックホールに関する理論が同時に観測によって確証に変わった出来事だろう。

現代の理論でブラックホールは太陽の8倍程度の重さの星が寿命を迎え超新星爆発を起こした後に残る残骸とされている。

その中は重さが無限大、時間は無くなり、真空の中で最も速い光りさえ出られないと言われる。

 

番組の内容を少し記すと、(注意:以下要約したネタバレ)

アインシュタインが1915年に発表した相対性理論が示した重力とは、

「質量により空間が歪み、その歪みに沿って物が落ちる現象を重力と呼んでいる」

シュワルツシルトは1916年に その相対性理論から計算し、

「同じ質量のまま大きさを縮めて限界に達すると空間の歪が無限大の質量になりブラックホールになると予測」

チャンドラセカールが1929年に死を向かえた星とブラックホールの関連について理論を発表。

当時は星が死を向かえると全て白色矮星になると考えられていた。

それに対しチャンドラセカールは太陽より大きな質量をもつ星の最後はブラックホールになると予言。

この発表より後になって原子核の中には陽子と中性子がある事が分かった。

重力によって原子が押しつぶされると原子核の周囲を回る電子と原子核の中の陽子が合体し中性子になるとの理論が発表される。

オッペンハイマーの計算で太陽以上3倍までの重い星の最後は中性子星になり3倍を超える場合はブラックホールになると予言された。

その後白鳥座X-1から強いX線が観測され計算と理論からブラックホールの候補一号となった。

また最近までの観測と理論で銀河系中心部にも太陽の20倍近い直径を持つブラックホールが発見された。

引き続きの観測で他の銀河の中心にも巨大ブラックホールの存在が予測され その直径は太陽の数百倍の物も有るとされて現在に至る。

番組では この後に今年から始まっているブラックホール観測プロジェクトに関する紹介で締めくくられる。

これまでの観測の結果と合わせて もしかすると相対性理論に誤りがあるかもしれないと一部の科学者は言う。

さて今まで ことごとく理論が観測によって裏打ちされてきた相対性理論の牙城を崩して新しい理論を提唱する科学者が現れるのだろうか。

追申

アインシュタインが相対性理論で予言しきれなかった宇宙項(宇宙定数)と未知の重力であるダークマター(暗黒物質)。

そして宇宙膨張と宇宙の終わりに関わると言われるダークエネルギー(暗黒エネルギー≒真空のエネルギー)。

これらを説明できる理論が構築されたとき相対性理論を超えたと言えるだろう。

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