質問: ブラックホールについて 物理学に対しは全くの素人なので、まさに幼稚な質問ですが、相対性理論などの本を読むと、このような記述があります。 ある物体がブラックホールの周囲にある「事象の境界面」に近づくのを、十分に離れた観測者から見ると、ブラックホールの強大な重力のために、落下する物体の時間は遅れて観測される。その物体が「事象の境界面」に達すると、その物体の時間は止まり、その物体は永遠にそこに張り付いているように見える。(実際は光の波長が引き伸ばされて目には見えない) そこで疑問に思ったのですが、観測者からは、その物体はいつまでもブラックホールの「事象の境界面」に留まり、それ以上は落下しないように見える。ということは、ブラックホール本体には永遠に物体が落ち込まないので、ブラックホールはいつまでたっても「太らない(質量が増えない)」ように見える、ということになるのでしょうか。よろしくお願いいたします。 、
回答: 確かにブラックホールの事象の地平面では、遠方の(即ちブラックホールと一定の距離を保っている)観測者からすれば、実際に物体は事象の地平面を越えてブラックホールに落ち込むことはありません。 ですから、「本当の」ブラックホールは有限の時間では太りません。 しかし問題は、「本当の」ブラックホールというものが存在し得るかどうかです。 ブラックホールのできかたは、普通は次のように説明されています。 1)一定以上の質量を持った恒星が超新星爆発を起こす。 2)超新星爆発の圧力により、残った内側の部分は収縮する。 3)収縮した部分は中性子の縮退圧にも耐え切れず、重力崩壊を起こして、さらに収縮する。 4)表面の脱出速度が光速度を超えると、そこが事象の地平面となりブラックホールが形成される。 この説明で問題なのは4)です。実は有限の時間では4)は起こらないのです。なぜならば、本当のブラックホールに物体が落ちていくときと同様に、収縮していくにつれ、表面の重力が強くなり、時間の進み方が遅くなっていき、星表面が事象の地平面(=時間の進み方が0)にたどりつくのに無限大の時間を要するからです。 宇宙創生のときからあるかもしれない真のブラックホールは置いておくとして、恒星由来の本当のブラックホールはできません。 ただ、限りなくブラックホールに近い星はできます。白鳥座などで発見されたといわれているブラックホールなども、こういった擬似ブラックホールでしょう。 こういった擬似ブラックホールは事象の地平面を持っていませんから、時間が止まることもなく、太ることができます。