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ブラックホールってそもそも何?どうやってできるの?

どうも!宇宙ヤバイch中の人のキャベチです。

今回は「ブラックホールって何者?」をテーマに動画をお送りしていきます。


そもそもブラックホールって何?

ブラックホールなんですが、見た感じ黒い穴みたいになってて、背景を明るい天の川にしてやっと見えます。そしてその周りの空間が歪んでいます。

ではブラックホールはそのもそも一体何なのかという話ですが、物体というわけではありません。

例えばもしも黒い穴の部分に触ることができたら何か感触があるみたいな、そういったものではないです!

 

ブラックホールというのは、「脱出速度というその天体の重力を振り払って抜け出せる速度が光速になった境目」です。

例えば地球であれば約秒速8km/sで人工衛星になれて、秒速11km/sくらいで地球の重力を完全に振り切れます。

その脱出速度は例えば地球から木星へと重力が強くなると、さらに速い速度が必要になります。

それがもっともっと重力が強くなると、重力を振り切るために必要な速度が「光速」へと近付いていきます。

そして脱出速度が光速になると、どんな物質も、光すらも抜け出せないという境目ができます。

その境目こそがこのブラックホールの黒い部分と周辺の境界線ですね!

 

これより中に入った光は絶対に出てこないので、真っ黒に見えます。

その周囲は光は抜け出せはしますが、毎秒30kmという速度の光すら歪んでしまうほどの重力があるため、歪んで見えます。

完全に光でも抜け出せないのが黒い境目で、この領域には「シュバルツシルト半径」だとか、「事象の地平面」などという厨二チックな名前もついていますw

これがブラックホールの仕組みなので、何かブラックホール自体に触ったら感触があるなどという実体があるわけではありません!

ブラックホールはどうやってできる?

ではブラックホールはどうやってできるのでしょうか?

宇宙ヤバイchで一番有名なこちらのR136a1という、太陽の260倍という観測史上最重量の恒星があります。

このような「太陽の30倍以上重い恒星が寿命を迎えると、超新星爆発を起こしてその中心にブラックホールができます。

試しにR136a1を超新星爆発させてみましょう!!

どかーん❤️

色んなカオスな状況になってますが、超高速で移動して爆発した爆心地を抜け出してますね。毎秒45000kmという超スピードでブラックホールを公転していますw

あ!ちゃんとR136a1があった場所にブラックホールができていますね。

このように質量が太陽の30倍以上大きい恒星が爆発すると、核があった部分にものすごい圧縮が起き、超高密度になり、ブラックホールができます。

こうやってブラックホールというのはできます。

 

ブラックホールは珍しい?

太陽の30倍質量が大きい恒星というのはとても珍しく、有名な赤色超巨星ベテルギウスや観測史上最大の恒星たて座UY星も十数倍しかありません。

このように本当に選ばれし恒星しかブラックホールになれないので、ブラックホールはめちゃくちゃ珍しい天体だと思われるかもしれません。

 

ですが実はブラックホールというのは宇宙にありふれています!

例えば最近は観測可能な宇宙の範囲で2兆個という銀河があると言われています。

そのほぼ全ての銀河の中心には大質量ブラックホールがあると言われていて、太陽系がある銀河系の中心にも太陽の400万倍重い超大質量ブラックホールがあります。

しかも銀河系の中だけでも、一説によると1億という単位でブラックホールが点在していると言われています。

 

このようにブラックホールというのは条件は厳しいですが、意外と宇宙にありふれている天体となっています。

ブラックホールはホーキング放射という現象が起こり、自然と蒸発し消滅しますが、10^60~10^90というとてつもない年数がかかります。

無量大数でも10^68ですし、現在の宇宙の年齢137億年なんて10^10とかなんで、ブラックホールが蒸発するのははるかはるか遠い未来になります。

なのでブラックホールは恒星と違い一度できるとなくならず、どんどん溜まっていくためここまで数が多いと考えられます。

ブラックホールは吸収や合体を繰り返し成長する

ブラックホール同士が近づくと、合体して質量が大きくなります。

例えば観測史上最重量のR136a1を爆発させても、このように中心には太陽の15倍質量のブラックホールしか残っていません。

少なくとも周りの物質を吹き飛ばしているので、元の260倍より大きい質量のブラックホールが残ることはあり得ませんね。

ではなぜ銀河系の中心にあるいて座A*のような超大質量ブラックホールができるのでしょうか?

それの理由がブラックホール同士での合体です。

例えばブラックホールは恒星を飲み込んでしまいますが、その飲み込んだ分の質量は足し算になります。

これが太陽を丸ごと飲み込めば430万1太陽質量になりますし、R136a1を丸ごと飲み込めば430万260太陽質量になりますね。

もっと言えばブラックホール同士でも質量の合体が起きます。それを繰り返すことでこのような大質量ブラックホールができたと言われています!

宇宙には中性子星など他にもたくさんヤバイ天体がありますが、ブラックホールはさらに圧縮した形態なので宇宙の中でも最もヤバイ天体の部類です。

 

地球への影響は?

では銀河系に1億個あって地球に悪影響があるかと言いますと、今のところはありません!

一番近いブラックホールでも地球から3000光年離れています。宇宙全体で言えば近所ですが、恒星単位でいえば十分な距離があります。

肉眼でよく見える恒星で有名なものは1,000光年以内のものばかりですし、遠くてもせいぜい1000数百光年です。

なので恐ろしいブラックホールですが、3000光年は十分に遠い距離なので心配ありません。今後もっと近くに見つかるかもしれませんが…(恐怖)

それよりも地球内部の事情(特に人間同士の争い)を心配した方が得策でしょう!

 

結論:ワンピースは黒ひげが最強

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