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zoom RSS ブラックホール入門の内容を想像する(3)

<<   作成日時 : 2014/12/18 00:01   >>

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前記事のように、地球の質量を持つ星の Schwarzschild 半径は1cm 程度となりますが、実際の地球半径は 6378km です。つまり実際の星では、その内部に Schwarzschild 半径があってブラックホールにはならないと思ってもおかしくはないでしょう。つまりかなり重くて小さな星が無いとブラックホールは単なる数学的なおもちゃとなるわけです。

[W・サリバン「ブラック・ホールとの遭遇」BLUE BACKS p71〜72 抜粋]=====================================
 アーサー・エディントンは、1928年の著書『恒星の内部構造』の中で、ブラックホールについて論じ、次のように指摘している。ペテルギウス(オリオン座のアルファ星。赤色超巨星)は太陽の10倍から100倍の質量を持ち、非常に強い重力場を作っている。しかし、この星全体の質量の集中の程度が不十分なため、この星が見えなくなるほどの重力は存在しない。ペテルギウスの体積は太陽の5000倍もあり、地球の軌道を包み込むほどの大きさである。ところがエディントンの認めるように、もしその密度が太陽と同じだとすると、不思議なことが生じてくる。それを要約すると次のようになる。
 第一に、恒星は重力が非常に強くなるので、光も逃げ出すことはできない。ちょうど石を投げても地面に落ちてくるように、光線がもどってくる。
 第二に、スペクトル線の赤方偏移があまりにも大きくなるため、スペクトルそのものが存在しなくなる。
 第三に、大きな質量の存在によって時空の計量の曲率が大きくなる。このため、空間が曲がって恒星を包み込むので、恒星全体が外部から隔絶することになる。
 恒星には際限なく収縮を続けるものがある。エディントンが、この考えを評して「恒星にこんなばかげたふるまいをさせないような」自然の法則があるに違いない、と述べたのは数年のちのことだったのである。
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このようにアーサー・エディントンは、ブラックホールになるような星は存在しないと思っていたわけです。

さて、恒星が縮んで行くということはないのでしょうか?

[W・サリバン「ブラック・ホールとの遭遇」BLUE BACKS p36〜37 抜粋]====================================
 1926年イギリスのラルフ・H・ファウラーは、恒星の核燃料もしまいには燃え尽きてしまう、こうなるとエネルギーが不足して圧力が減り、恒星はつぶれて極端な高密度になってしまうと考えた。彼によると、「恒星という巨大な分子が量子力学的に最低エネルギーの状態」になるのである。それはあたかも超高層ビルの鉄骨が突然ゴムに変わり、ビルが崩れ落ちてしまうようなものである。
 では、恒星はどこまで行ったらつぶれるのが止まるだろうか。恒星というビルが崩れた後のガレキの山の大きさ、すなわち白色矮星はどの程度の大きさになるだろうか。また、燃料を使い尽くした恒星は、必ずこの運命をたどるのだろうか。
 この問題に答えを出したのは、スープラニャン・チャンドラセカールという19歳のインド人であった。 
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このチャンドラセカールのアイディアにイチャモンを付けたのがエディントンでした。ここら辺の事情はEMANさんの記事チャンドラセカール限界に詳しいです。

これでブラックホールの候補が出てきましたが、話はもう少し続きます。
今日はこの辺で。。



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