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ブラックホールの定義を知っていると思いますか?もう一度考えてみて

12 歳のとき、間違ってポール W. S. アンダーソンのホラー映画 イベント ホライズン を見てしまいました。 .それは私に何週間も悪夢をもたらしました.映画のタイトルは、移動するための人工のブラックホールを作成できる実験的な宇宙船に言及しており、星間旅行を簡単にします.しかし、乗組員は、船の重力駆動装置を起動すると、地獄のような場所に行き着きました。船自体のように見えるものに取り憑かれ、それ自体の意志を獲得しているように見えますが、彼らは自分自身とお互いを傷つけました.乗組員は、叫び声の中で、救助を希望する人に最後のメッセージを送信する心の平静を持っていました:私を解放してください (「私を救ってください」)。それ以来、ブラック ホールは私を震えるほどの魅力の状態に保ち続けてきました。それらが何らかの悪魔的な次元につながるとは思えませんが、神の存在と同様に、厳密に言えば、そのような領域は反証できず、ありそうにないと判断されるだけです.

Einstein's Shadow:A Black Hole, a Band of Astronomys, and the Quest to See Unseeables を読んで、その可能性を忘れることはできませんでした。 .サイエンス ライター兼編集者のセス フレッチャーによるこの本は、ブラック ホールの撮影を目的としたイベント ホライズン テレスコープの背後にいるシェパード ドールマンと他の科学者について書かれています。ドールマンは、フレッチャーが書いているように、彼のチームは「ブラック ホールの最初の写真の前と後で、歴史的な断絶を引き起こす可能性がある」と考えていました。数か月前、彼らはメシエ 87 銀河の中心にあるブラック ホールの写真を公開し、その周りに赤、オレンジ、黄色の色合いのガスが輝いていました。魅惑的でした。それは事象の地平線によって投じられた影を示し、アインシュタインの一般相対性理論の予測を確認しました。

5 月、TED の Chris Anderson は Doeleman との会話で、「ブラック ホールに落ちたらどこに行き着くのか?」と尋ねました。バンクーバーにいる間、ドールマンは冗談を言った。ここにいます。しかしその後、ブラックホールは「現代の中心的な謎」と呼ばれるようになりました。なんで? 「それは、量子の世界と重力の世界が一緒になる場所だからです。内部は特異点であり、すべての力が統一されているため、ついに重力が発生します 他のすべての力と競合するのに十分なほど強力です」—強い、弱い、および電磁気。しかし、特異点は見えません。 「宇宙はそれを究極の不可視マントで覆いました。そこで何が起こるかわかりません。」

しかし、謎はさらに深くなります。ブラック ホールの内部より不可解なのは、そもそもブラック ホールを定義することの難しさです。これは、エリック キュリエルが理論物理学者、実験物理学者、数学者、哲学者に「ブラック ホールとは何か」と尋ねたときにわかったことです。ミュンヘン数理哲学センターの物理学者で哲学者でもあるキュリエルは、自然天文学でこれらの研究者とチャットした経験について報告しました。 「ブラックホールの多くの定義」というタイトルの論文。特に、ペリメーター研究所で重力波を専門とするベアトリス・ボンガからの 1 つの反応は、残りの部分を象徴していると彼は考えました。 「あなたの 5 語の質問に答えるのは驚くほど難しいです」と彼女は彼に言いました。

ブラック ホールは、物質が非常に高密度になり、光でさえその重力から逃れられなくなった空間の単なる領域ではありませんか?単純?うーん、ダメ。これは、古典的に定義された事象の地平線の効果を素人が表現する方法である、とキュリエルは言う。彼は、この定義は「ブラック ホールは『逃げ場のない領域』であるという直感を取り入れ、それを正確にしようとしている」と説明しています。キュリエルは、彼が話した人々の多くがこれを持ち出すだろうと思っていましたが、ほとんどの人はそうしませんでした.言及した人は、その問題を指摘するために部分的に言及しました。キュリエルは次のように書いています:

この定義は、強力で率直な意味でグローバルです。ブラック ホールの内部に侵入すると、その内部からは何も逃れられないという考えは、すべての未来への暗黙の言及になります。時間 - どんなに長く試みても、物は決して逃げることはできません。したがって、時空における事象の地平線の位置を知るためには、時空全体の構造を、いわば最初から最後まで、そして無限に至るまで知らなければなりません。結果として、事象の地平線の位置を特定できるローカル測定はありません。その特徴は、哲学的な理由から、多くの物理学者にとってすでに好ましくないものである.標準的な用語の意味で事象の地平線を操作することはできない.イベント ホライズンのもう 1 つの不穏な特性は、そのグローバルな性質から生じるもので、先見の明があるということです。今日の地平線の位置は、明日そこに何を投げるかによって決まります。粒子と光線の未来志向の可能な経路のうち、今日から無限に逃げることができるものは、明日の地平線の場所に依存するため、その情報はすでに説明されている必要があります。今日。物理学者は、この機能をさらに厄介なものと考えています。

Perimeter Institute の量子重力理論家である Sean Gryb は、Curiel に次のように語っています。

キュリエルは、私が考えていたよりもさらにエキゾチックなブラック ホールを作成した研究者に話を聞きました。たとえば、ライプニッツ大学ハノーバーの理論物理学者ドメニコ・ジュリーニは、ブラック ホールが物理的なものであることに懐疑的でした。 「ブラック ホールを空間内のオブジェクト、移動したり押したりできるものと考えるのは魅力的ですが、概念的に問題があります」と彼は言いました。しかし、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのラメシュ・ナラヤンのような他のものは、それほど空想的ではありません。 「ブラック ホールは、太陽質量の 4 倍を超える質量のコンパクトな物体です。物理学者は、ブラック ホール以外にありえないことを示しました。」

ブラック ホールは、否定できませんが、単純であると同時に複雑でもあります。重力波の研究者であるキアラ ミンガレリにとって、ブラック ホールを非常に魅力的なものにしているのは、この 2 つの性質です。 「それらが本当に単純で、本当に複雑であるという興味深い二面性です。とてもシンプルです。質量とスピンで説明できますよね?しかし、事象の地平線を過ぎた先には何がありますか?特異点は実際にはどのように見えるのでしょうか?それは実際にこの無限曲率の点ですか?クォークスープのようなものですか?それはどのように見えますか?彼女は、光があらゆる種類の素晴らしい軌道で特異点に向かって移動するとき、花火があるに違いないと想像しています。 「私はそれを噴水のように想像しようとしています。光が出てきて、事象の地平線に近づくにつれて元に戻ります。」

Mingarelli の Nautilus へのインタビューの続きをご覧ください ここ。彼女は、重力波の検出に対する自分の反応、それらがどのように空間と時間を圧縮するか、それらを発見したことでノーベル賞を受賞するのは少数の人々にとって公平であるかどうかについて議論します.

Brian Gallagher は Nautilus の副編集者です。 Twitter @bsgallagher で彼をフォローしてください。


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