ブラックホールを破壊するとどうなるのか? | Kurzgesagt

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転写

ブラックホールを 破壊することはできるだろうか

物理学を限界まで使い込み 宇宙崩壊レベルに達すると どうなるだろう

試しに 月と同じ質量の ブラックホールを作り 壊してみよう

【 実験 1 】 核攻撃せよ

力こそパワーだ

とにかく 世界中の核兵器を ブラックホールに打ち込んでみよう

ドカーン

ブラックホールは 物質 エネルギー 何でも飲み込む

E=mc² なので エネルギーは ブラックホールの質量を増やす

ブラックホールの大きさは質量に比例するので 核兵器は それを大きくするだけのようだ

【 実験 2 】 反物質

物質と反物質は 対消滅するので 月と同質量の反物質を ぶつけてみよう

残念ながら ブラックホールに入った物体は 過去を完全に消し去られ 物質も反物質も関係なくなる

ブラックホールの関心事は重力だけで 総質量エネルギーに依る

粒子も反粒子も 質量は同じなので “反月” の投入は ブラックホールを大きくするだけだ

この消去能力は非常に興味深く

その大きさと力にも関わらず ブラックホールはある意味 素粒子に似ている

素粒子は電子のように単純な物体で 特定に要する要素は3つしかなく

質量 スピン 電荷 で

なんと ブラックホールも同じだ

質量があり 回転していて 電荷をもっている

ブラックホールの元は 崩壊星であろうと バナナであろうと関係ない

この3つにより完全に 説明され 他はない

だが それが素粒子のようなものなら “反ブラックホール” ならどうなるだろう

【 実験 3 】 反ブラックホール

あぁ 刺激的だ

反粒子は粒子と同じ質量をもつが 電荷は反対だ

ブラックホールは 質量と電荷を持つので 反ブラックホールは 同質量と反対の電荷をもつはず

もし衝突させたら?

残念だが 電荷は合算され 消えるだけだ

衝突後は 倍の質量と 電荷の無い 新ブラックホールになるだろう

よし 我々はより大局を見据え 物理学を拡張する必要がある

【 実験 4 】 事象の地平線の破壊

ブラックホールは スピンと電荷を持つが 狂気の物体にも 限界はある

もし スピンや電荷が大きくなりすぎると 奇妙なことに 事象の地平線が溶解してしまう

簡単に言うと ブラックホールには 特異点が隠れており

無限に質量が圧縮された点で 強い重力により 光でさえ逃れることはできない

見た目が “虚無の黒球” に なるのも このためだ

事象の地平線は この究極牢獄の端である

渡れば2度と戻れない

だが 回転するブラックホールは 少し洗濯機っぽい

回転は 物体を押し出そうとするが 重力が非常に強いため そうならない

だが回転が速すぎると この効果が勝り 事象の地平線が消え 物体が幽閉されなくなる

電荷も同じだ

大きくしすぎると 鉄壁の牢獄が崩れてしまう

もし事象の地平線を破壊できても 特異点は存在するだろう

物体は未だ落下するし

もし当たったら サッと死んでしまう

だが特異点の周辺は もはや牢獄ではない

好きなだけ近くに寄り 戻ってこられる

これは破壊成功と言えるはずだが 実現可能だろうか

【 実験 5 】 供給過多

必要なことは 過充電や 過回転させることだ

電荷や角運動量の大きい物を投入し 電荷やスピンの増加を 強く促し

ブラックホールが裂けるまで 過供給するのだ

だが その可能性については 物理学者の間で議論になっている

電荷のあるブラックホールを考えよう 同電荷は反発しあい 近づけると強く押し返す

負の電荷をもつブラックホールに 質量に比して 大きな電荷を持つ電子を 過剰供給したとしよう

電子は静電反発力を感じるだろう

電子の数が多いほど ブラックホールの 負電荷は大きく 斥力も強くなる

だが 上限に達すると静電反発が強く それ以上 電子が入ってこられなくなる

ブラックホールは 過供給を拒否する

スピンも同様だ

上限に達すれば それ以上に貪ることはない

だが 科学者は抜け穴を発見した

ブラックホールが限界に達する一瞬前に 適切な方法で 物質を投入すれば 過剰供給ができそうだ

ほとんどの科学者は懐疑的だが とにかくやってみよう

【 終わり 】 物理学の破壊

落とし穴もある

事象の地平線は特異点を隠している

この地平線を破壊すると 隠されていない “裸の特異点” が残ることになるが

これは 既知の物理学の終焉を 意味するかもしれない

ブラックホールは秘密をもつ

広く信じられていることとは異なり 実は特異点は 中心にはないのだ

それは地平線の “未来” にある

ブラックホールは宇宙を超歪めるため 地平線内は 空間と時間の役割が入れ替わる

中心に向かうことは 未来に向かうことを意味する

引き返すことは 時間を止めて 過去に戻るのと同じくらい 不可能なのだ

つまり特異点は 目の前に あるのではなく 未来にある

自分の未来が見えないように ぶつかるまで特異点は見えない

未来のものにぶつかることはできない 次の誕生日を 今経験できないようなものだ

未来にある特異点は 見たり触ったり できないので 問題ない

だが 裸の特異点は 皆 見ることができるのだ

どんな感じだろう

まあ 知ることは不可能だ

特異点とは無限重力の領域であり 重力は時空を曲げる

特異点では 曲げが激しすぎて 時空の布が破れてしまう

空間も時間も もう存在しない

予測もできない 予測とは “いつ” “どこで” 何が起こるか 考えることだからだ

“いつ” も “どこ” も もう無意味なのだ

つまり 無限の重力と 予測不能で 無限のエネルギーがあり

バナナの山から 失くした靴下 太陽系まで 何でも出てくる可能性がある

予測可能性 因果関係 既知の物理学は 崩れてしまうだろう

人は一般的条件下で 重力崩壊による特異点の形成を 証明できたので 特異点は存在するはずだ

だが科学者は 自然は裸の特異点を 禁じていると考えている

狂気が他へ伝染するのを防ぐため 何かが 彼らの周りに事象の地平線を作らせている

事象の地平線が 物理学を守っているのだろうか

要は ブラックホールは究極の怪物と思われてきたが 狂気の特異点を封じる ヒーローなのかもしれない

この地平線を破壊すれば 宇宙のルールは破壊するのかもしれない

わかった? だから 君もしないでくれ

【 結論 】 安全な選択

既知の限り ブラックホールを破壊する 安全な方法は 待つことだ

すべてのブラックホールは 微小粒子を放出している

この “ホーキング放射” により 蒸発するまで ゆっくりと質量を失い 地平線も特異点も残らない

ブラックホール消失までの時間は その質量に依存する

塵の一片ほどの大きさの ブラックホールの場合 約10⁴⁴年

現在の宇宙年齢の 100億×1兆×1兆倍にもなる

結局 ブラックホールは破壊可能か

そのとおり ただ待てばいいのだ

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