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18 décembre 2022

COBRA紹介記事  プランクの星 -宇宙時代の原始的な天体



 プランクの星 -宇宙時代の原始的な天体


投稿日: 10月 6, 2021 カテゴリー: 天体, ブラックホール, 量子物理学, 宇宙

 

プランク星

 

物理学者カルロ・ロヴェッリは、『物理学の7つの簡潔なレッスン』の中で、「時空の量子的ゆらぎが物質の重さと釣り合う、星の一生の最終段階は、いわゆる『プランク星』である」と観察しています。もし太陽が燃焼をやめてブラックホールになった場合、事象の地平線の大きさは直径6キロメートルほどになる。ブラックホールの事象の地平線は、物理的な壁ではなく、単にブラックホールの重力場が激しくなり、脱出速度が光速を超える境界線である。光さえも事象の地平線から逃れることはできない。

「ブラックホールの事象の地平線の内側では、太陽の物質が崩壊し続け、最終的にはこのようなプランク星になる。量子論の創始者であり、量子の発見で1918年にノーベル物理学賞を受賞したドイツの理論物理学者マックス・プランクにちなんで名付けられたこの奇妙な物体について、ロヴェッリは次のように書いている。

特異点ではない

量子力学のハイゼンベルグ不確定性原理により、ブラックホール内の物質が崩壊しても、体積の小さな真の特異点にはならない。その代わり、特異点ができるかなり前に、崩壊する物質の膨大なエネルギー密度が量子反発力を与えることがある。ブラックホールの特異点は、「神がゼロで割ったところ」と言われてきた(アインシュタインの言葉だが、引用はその数十年後)。しかし、ブラックホールの中心領域は、神がゼロで割ったような極めて小さな数でできているのです。

宇宙の年齢が回復するのに必要な時間

「太陽の全物質が原子一個分の空間に凝縮されている。プランク星は、この極限状態の物質で構成されているはずだ」とロヴェッリは書いている。「プランク星は安定ではなく、いったん極限まで圧縮されると、反動で再び膨張を始める。これが、ブラックホールの爆発につながるのです。

 恒星質量のブラックホールでは、プランク星がリバウンドするのに約140億年-宇宙の年齢とほぼ同じ-かかるそうです。したがって、リバウンドしていると期待できるのは、まだ理論的に解明されていない最も古い始原的なブラックホールだけかもしれません。

量子重力」のシグナル

ブラックホールとは、極端なスローモーションで見える反跳核の星である」とロヴェッリ教授は結論づける。「宇宙の最初の瞬間の炉の中でブラックホールが形成され、そのうちのいくつかが今爆発している可能性があるのです。もしそうなら、ブラックホールが爆発するときに発するシグナルを、空からやってくる高エネルギー宇宙線の形で観測することができるかもしれません。"それによって、量子重力が支配する現象の直接的な影響を観測し、測定することができるようになるのです。

マックスウェル・モー、宇宙物理学者、NASAアインシュタイン・フェロー、アリゾナ大学 via Rovelli, Carlo. 物理学に関する7つの簡潔なレッスン(p.46/47). Kindle版。
マックスウェル・モー
マックスウェル・モー
マックスウェル・モー、宇宙物理学者、NASAアインシュタイン・フェロー、アリゾナ大学。週に2日、キットピーク国立天文台で宇宙の謎に挑む姿が見られる。マックスは2015年にハーバード大学から天文学の博士号を取得した。

irukadolphin at 16:50│Comments(0)

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