エイリアンブラックホールが放つ型破りな重力波
エイリアン・ブラックホールの存在が明らかに image by:public domain/wikimedia

 昨年5月、重力波観測施設「LIGO」と「Virgo」が、10分の1秒にもみたない間に4度続いた短い重力波シグナルを検出した。それが示していたのは、にわかには信じがたい異常なブラックホールの存在だった。

 その爆発的な重力波を発生させたブラックホールの質量は太陽の142倍で、重力波を通じて検出されたものとしては観測史上最大。それが宇宙へ向けて放ったエネルギーは、太陽質量の約9倍に相当する。

 異常というのはその大きさだ。現代の宇宙理論によれば、この大きさのブラックホールはこの宇宙に存在するはずがないのである。それゆえに海外サイトでは「エイリアン・ブラックホール」と呼んでいる。
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エイリアン・ブラックホールの爆発的な重力波


 型破りなブラックホールの存在は1年以上かけて確かめられた。その発見は宇宙についての根本的な謎を突きつけるとともに、銀河の中心に位置する超大質量ブラックホールの形成メカニズムについてのヒントを与えてくれるという。

 この重力波は「GW190521」と呼ばれている。それを発生させたブラックホールは、重力波によって検出されたものとしては観測史上最大。

 それだけでなく、これまでに発見されたものとしてはもっとも遠くかつ最古のブラックホールでもある。そこから放たれた重力波は強力そのもので、170億光年の距離を旅して地球に到達することができた。

 じつはGW190521は、2つのブラックホールが合体したときに放出されたものだと考えられている。

 合体した2つのブラックホールは、それぞれ太陽の66倍と85倍の質量だった。結果として誕生したブラックホールの質量は太陽の142倍。消えてしまった太陽9つ分の質量は、エネルギーとして宇宙に放出された。地球で重力波として検出されたのもそれだ。


Numerical simulation of a heavy black-hole merger (GW190521)

存在するはずのないブラックホールの謎


 理論上ありえないとされるのはその大きさだ。

 宇宙でまたたく星々は、燃料を使い果たして寿命が尽きると、自身を支えていた圧力が減少し、自らの重力によって崩壊し始める。

 これによって、地球を照らす太陽をはじめとする質量の軽い星ならば「白色矮星」となる。太陽の8倍以上の質量を持つ星ならば、小さいながらも恐ろしいほどに高密度な「中性子星」となる。

 そして太陽の20倍以上の質量があれば、そこからさらに崩壊を続け、ブラックホールになる。最終的な質量は太陽の数倍から40倍程度だ。

 ところが、太陽の130倍から250倍の質量を持つ星の場合、不思議なことが起こる。内部が高温になり、それが重力を支える圧力を発生させる。それはとんでもないエネルギーで電子と陽電子のペアに変換するほどだ。

 だが、そのせいで星は不安定にもなる。すると圧力が突如として低下し、星は収縮してさらに高温に。こうして暴走した核融合によって大爆発を起こす――「超新星」だ。星は跡形もなく吹き飛んでしまい、ブラックホールになることはない。

 このことは、仮にブラックホールが星の崩壊によってのみ形成されるものであるのなら、太陽のおよそ60〜120倍の質量を持つものはこの宇宙に存在しないということを意味する。

 ところがGW190521の発生源は、あるはずのない太陽の66倍と85倍の質量を持つブラックホールの合体だった(特に後者は、ありえない質量の範囲にぴったり当てはまる)。

1


合体したのは合体によって生じたブラックホールである可能性


 一体どのようにすれば、そんな規格外のブラックホールが誕生し、それほど強烈なエネルギーを放射しうるのか、今のところはっきりとしたことは分からない。

 だが可能性としては、合体してGW190521を生じさせたブラックホール自体が、ブラックホールの合体によって形成された線が考えられる。

 しかし、これが実際に起こる確率は、中国とアルゼンチンでゴルフをプレイする人たちのボールが、空中で衝突してしまうよりも低いのだという。


GW190521 The Impossible Black Hole


超大質量ブラックホールのミッシングリンク


 問題のブラックホールは、初めて観測された「中間質量ブラックホール」でもある。

 中間質量ブラックホールとは、恒星が崩壊して形成される「恒星質量ブラックホール」よりは重いが、銀河の中心にある「超大質量ブラックホール」よりは軽いブラックホールのことだ。

 銀河系の中心にある超大質量ブラックホールはいかにして形成されたのか?

 ——これは天文学最大の謎の1つとされているが、中間質量ブラックホールはそのミッシングリンクとみなされることがある。それがいくつか合体すれば超大質量ブラックホールに進化することができるからだ。

 だからこそ、GW190521の検出は、天文学にとって大きな意味を持つのである。

 なお、検出されたシグナルが短いものだったために、分析は難しく、さらにその複雑さから、もっと珍しいものが発生源である可能性もあるという。それでも、2つのブラックホールの合体によって強烈なエネルギーが放出されたというのがもっとも可能性の高い説明であるとのことだ。

 重力波の発見については『Physical Review Letters』(9月2日付)、その性質などの考察については『Astrophysical Journal Letters』(9月2日付)に掲載されている。

References:unilad/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 21:18
  • ID:qS1DY4s80 #

ありえんブラックホール

2

2. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 21:33
  • ID:0F6.AXCT0 #

理論と観測結果、どちらが間違っているか?

3

3. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 21:47
  • ID:dcicH.wx0 #

長々と書いているが、中間質量ブラックホールを否定したいだけか

4

4. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 22:06
  • ID:MHm83aqJ0 #

何億光年も別のエイリアン達も
「なんやこれありえんわー」と思っている

やがてこのブラックホールを観測するために現地にたくさんのエイリアンが集まるはずだ

5

5. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 22:18
  • ID:PGBs6Z710 #

計算ミスだろ

6

6. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 22:46
  • ID:r5UG0Lgf0 #

そもそも宇宙の事なんか人類は何も分かってないに等しい
一つだけ確かな事は現在まで人類が解明して来た物理法則が通用しない世界が
ミクロ的にもマクロ的にもまだまだあるという事実だけ

7

7. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 22:54
  • ID:SM9NxGke0 #

宇宙なんてまだまだ解明されていないんだから理論なんてあってないようなもの

8

8. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 23:33
  • ID:ijC8IMCF0 #

>消えてしまった太陽9つ分の質量は、エネルギーとして宇宙に放出された。
これはありえない。
あったとすればブラックホール内の物質がエネルギーとしてブラックホール外へ放出されたことを意味する

9

9. 匿名処理班

  • 2020年09月06日 23:41
  • ID:bh.Mqqy20 #

互いに初体験じゃなかったってだけだと思うのだが

10

10. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 00:35
  • ID:vHXB9P5i0 #

> 中国とアルゼンチンでゴルフをプレイする人たちのボールが、空中で衝突してしまう

確率ってなんだよ

11

11. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 00:36
  • ID:qJ1qqzmZ0 #

超文明の重力兵器とかだと夢があるんだけどな

12

12. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 08:00
  • ID:FrWKOBm90 #

>>11
超文明は兵器いらんだろ。恒星間航行できるなら資源で争うこともなく、ロボットやクローニングで労働力も必要ない。
宗教やらは超文明なら克服しておいて欲しいなw

13

13. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 09:07
  • ID:nQCg9VHe0 #

宇宙初期のころのBH衝突なので、現在の宇宙の理論がそのまま当てはまるとは限らない。
宇宙初期には恒星誕生→BH化→衝突は割と頻繁にあったんじゃなかろうか。
そうして生まれた超巨大BHを核に現在の無数の銀河が形成された、と。

14

14. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 11:36
  • ID:U.IhnM4S0 #

最近理研が、ブラックホールの事象の地平面(光さえも脱出できなくなる範囲)や特異点の存在を否定する論文を発表したね。
それによると、恒星が崩壊した後、内部に向かって落下する粒子がシュワルツシルト半径(事象の地平面)の近くまでやってくると、落下とホーキング放射による蒸発の効果が釣り合うために、蒸発が先に生じている分だけシュワルツシルト半径の内側に届かない。つまりブラックホールは、通常の星のように表面を持ち、事象の地平面を持たない高密度な物体だそうだ。ただ、表面とシュワルツシルト半径の差は小さいため、外から見るとこれまで考えられてきたブラックホールと同じ様に見えるとか。
この理論が正しいかどうかはまだ分からないが、これが正しいならブラックホールからも光速なら重力に対してほぼ真逆に逃げればギリギリ脱出できるかもしれない。

15

15. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 13:42
  • ID:pEJA.mM10 #

重力とは力なのか?それとも空間の歪みなのか?。
力と定義したとしても「質量→力」ではなく「質量→空間の歪み→力」の気がする。

16

16. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 13:45
  • ID:nyBjxgyV0 #

今この瞬間にソコで銀河を揺るがす
何か凄い事が起きてるかもしれないけど
人類が知覚するのはずっと先の話かな

17

17. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 15:04
  • ID:X3dDCRMO0 #

※15
一応、今の理論では力ということになってます。
また、一番弱い力ですが、無限遠まで届くそうですよ。
で、その力で時間と空間が歪むのだそうです

18

18. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 16:48
  • ID:AFBIH01l0 #

ブラックホールのモデルもわずか数十年のうちにどんどん変遷してるからな。
昔は永遠に光すら抜け出せない、とかホワイトホール理論なんてのも出てて、そのうちブラックホールは蒸発するとホーキングが言い出し、今は別の次元に逃げている(ホワイトホールとは違う。ひも理論の発展形)とか、両極から時空を歪ませるエネルギーで内部の質量を噴出させている、という説も出てきている。
どれが正しいかなど今現在は実証などしようもないし、数百年経たないと真実はわからないだろう。だからこそ、ある意味言いたい放題の世界。
この記事もそのうちの一つに過ぎない。

19

19.

  • 2020年09月07日 17:31
  • ID:PrRCBOks0 #
20

20. 匿名処理班

  • 2020年09月07日 17:37
  • ID:961K05Hz0 #

なにか重力にマイナスする力が加わったのでしょうね
それが何か!?
今は忘れられてるホワイトホールの存在ですよ

21

21. 匿名処理班

  • 2020年09月08日 09:26
  • ID:SAtBzbgD0 #

確立の例えが凄いw

22

22. 匿名処理班

  • 2020年09月08日 10:45
  • ID:zCJwDGAd0 #

>>18
永遠に言いたい放題な世界のままな可能性も・・・

23

23. 匿名処理班

  • 2020年09月08日 20:19
  • ID:zleamSY.0 #

例えが気持ち悪い 人類以外の知的生命体がいる確率の例えも似たような感じでマジで不快

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