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この宇宙はブラックホールの中で作られた!? ~ビッグバン前の新宇宙の種~ 

この宇宙はブラックホールの中で作られた!? ~ビッグバン前の新宇宙の種~ 科学
この宇宙はブラックホールの中で作られた!? ~ビッグバン前の新宇宙の種~ 

 

ブラックホールという天体に、皆さんはどのようなイメージを持っていますか?

高密度の重力を持ち、光さえ逃さずに吸い込んでしまう、あるいは質量の巨大化した恒星が重力崩壊し、周囲の時空を歪めている、など様々なイメージがある天体です。

これまでも多くの科学者がブラックホールについて研究を続けてきていますが、いまだに謎が多く、近年も驚くような事実が発見されています。

今回は、この不思議な天体「ブラックホール」の意外な事実についてご紹介します。

 

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ブラックホールは全てのものを吸い込むのか

ブラックホールは、質量の巨大化した恒星が死期を迎え、爆発して重力崩壊を続けることで生じる天体で、その高密度の重力で周囲の時空を激しく歪めていて、ブラックホールに近づくものはその強力な引力で光でさえも逃すことなく吸い込まれてしまうと考えられてきました。

しかし、米マサチューセッツ大学の天体物理学者の研究チームが、これまで考えられてきたブラックホールのイメージ通りにならない現象を観測したというのです。

実は、ブラックホールの強力な引力で引き寄せられる物質の99%以上がはじき返されているというのです。

 

ブラックホールに関する事実は把握できていない

ブラックホールの観測を直接行うことは困難なため、これまで他の天体との相互作用から得られた観測データに基づいて間接的な観測を行ってきました。

これまでは、ブラックホールの引力を測定するのに、そこで生じたX線の放射量を調べていましたが、その放射量はごくわずかなものだったことから、ブラックホールがそれほど大きなエネルギーを発生させていないと考えていました。

つまり、実際にブラックホールを観測したことに基づく事実は把握できていなかったのです。

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ブラックホールがガスをはじき返す

今回は、天の川銀河の中心にあるブラックホールを約5週間、NASAのチャンドラX線観測衛星で観測しました。

その結果、ブラックホールを流れている高温ガスの分布パターンと、ブラックホールの周囲にある星を流れる高温ガスの分布パターンが一致していたことから、ブラックホールから高温ガスが吹き流されていると考えられるそうです。

ブラックホールがガスを吸い込む際、ガスはさらに高温になって輝くはずなのに、天の川銀河のブラックホールの周辺がそれほど輝いていなかったので

「ガスの全てがブラックホールに吸い込まれているわけではないのか、ガスが輝く間もなくブラックホールに吸い込まれているか」のどちらかだと考えられていましたが

今回の観測結果から、ガスはブラックホールに吸い込まれておらず「はじき返されていた」ということが分かったのです。

ガスや他の物質がブラックホールに吸い込まれるには、その量の多寡や引力の強弱だけではなく、粒子の速度や方向も関係しているそうです。

これらの要因がガスの粒子に有利に働いているため、大部分のガスはブラックホールに吸い込まれないのだそうです。

 

人類はブラックホールの中に存在している

138億年前のビッグバンによって宇宙は始まったと言われています。では、それ以前の宇宙について考えると、多くの物理学者は「何もなかった」と言いますが、中には違う考えを持つ異端の物理学者もいるようです。

彼らは、ビッグバンの直前に「新宇宙の種」と呼ぶべき1つの粒が存在していたと言います。

その粒には、これから生まれる宇宙の全質量と全エネルギーが、超高密度に閉じ込められていて、この「新宇宙の種」こそ「究極の炉」とも呼べる異常なまでに極端な環境であるブラックホールの内部に存在していたというのです。

これは物理学者ニコデム・ポプラウスキー博士の説が特に有名で、彼は「この宇宙は、ブラックホールの中で作られた。故に私たち人類はブラックホールの中に存在している」と主張しています。

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ブラックホールと「マルチバース」という考え

「宇宙」というものは、私たちが暮らすこの宇宙1つだけではなく、「マルチバース」という無数の宇宙が存在するという考えがあります。

この考えからは、ある宇宙が別の宇宙とつながっているのか、つながっているのであれば、果たしてどのようにつながっているのか、など様々な論争を喚起していますが、現時点でそれらを証明することは不可能だと言えます。

しかし、高密度に圧縮された基本的な物質が、保護のための殻の中に塊となっている「宇宙の種」という考え方は、ブラックホールの内部で物質が生成される様子の説明と同じなので、確かな説得力があります。

一方、アインシュタインの理論を用いてこの現象を説明すると、ブラックホールの内部は、密度が無限大で、大きさが無限小という概念が出てきますが、自然界では「無限」というものが存在しないので、矛盾が生じてしまいます。

ポプラウスキー博士によれば、ブラックホールの内部には無限ではないが相当に高密度かつ極小なものがあり、そこで生まれた「宇宙の種」はビッグバンで拡散されたということです。

 

私たちは別の宇宙の産物なのか

さらにポプラウスキー博士は、ブラックホールは異なる2つの宇宙をつなぐ「一方通行のドア」であると言います。

銀河系の中心のブラックホールに吸い込まれたものは、最終的に私たちが暮らしている宇宙とは異なる宇宙に現れるというのです。

では、現在この宇宙にいる私たちについて考えてみると、私たちも別の異なる宇宙で生まれたものなのかもしれません。

かつて私たちがいたと思われる別の宇宙に存在するブラックホールの中で生成された種が、138億年前のビッグバンで新しい宇宙として生まれて以降、ずっと膨張し続けているわけです。

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別の領域へつながるワームホール

これまでは、ブラックホールの奥深くに時空が大きく歪む重力の特異点が存し、いかなるものも生存できないと考えられていました。

しかし、最新のとある研究では、ブラックホールの内部には時空が歪むことで生じるワームホールが存在し、これが別の領域へつながる出入口であると論じられています。

 

幾何学要素でブラックホールを分析

スペインの粒子物理学研究所の物理学者たちは、時空を幾何学構造とみなした時に、その中に生じる欠陥がブラックホールの特異点であるという考えを持っていて、ブラックホールの内部活動に酷似しているグラフェンの結晶構造に似た幾何学構造を用いて検証を行いました。

ミクロスケールの結晶構造に欠陥があるのと同様に、ブラックホールの中心領域に時空の歪みがあるので、これを正確に把握するには幾何学要素が必要になるというのです。

そしてこの幾何学要素の分析によって発見された球体の小さな中心点が、ブラックホールの中心に存在するワームホールを表しているそうです。

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全てのものを「スパゲッティ化」して別の宇宙に到達

ブラックホールの中心にあるワームホールが、時間と空間を継続させていて、ここに近付いた物質は全て、「スパゲッティ化」と呼ばれるブラックホールからの距離の違いによる重力の差異によって物理的に細長く引き伸ばされ、ワームホールを通過して反対側に到達すると元のサイズに戻るそうです。

人間がワームホールを通過することは不可能ですが、これまでのイメージにあったようなブラックホール内を通過した物質は永遠に失われるわけではなく、別の宇宙に到達するそうです。

 

いかがでしたか?
これまで、ブラックホールに関して私たちが持っていたイメージは大きく変わったでしょうか?近付くものは全て吸い込み、永遠に失われてしまうと思っていましたが、最近の観測や研究から、そうしたイメージを覆す結果が発表されているようです。それでもまだ謎が多い天体ですから、今後の更なる観測や研究結果が発表されることを待ちたいと思います。
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