ブラックホールは未知の領域

ブラックホールについては、さまざまな情報を聞いたことがあるのではないでしょうか?

実際ブラックホールとはどんなものなのでしょう?

未知の領域であるブラックホールについてお話します。

 

 

 

・ブラックホールって何?

ブラックホールといえば、暗くて大きな空間のような穴が開いているという感じがしますよね。

名前からだいたいの方がイメージするのはこんな感じかと思われます。

しかし、ブラックホールとは天体なのです。

どういうことでしょう?

 

それには超新星が関わってきます。超新星とは急に星が明るく光りだすことを指します。

まるで星が生まれたように見えるためこの名が付きましたが、これは星の最後の光。星の一生が終わった最後の状態です。

太陽の20倍以上のような重い星は、超新星爆発を起こしたのちに、中心核が残されます。

この中心核は自分の重力に耐え切れず、押しつぶされていくのですが、限界まで押しつぶされたときに密度が大きい天体のことをブラックホールと呼びます。

重力が非常に強いブラックホールだと、重力の影響を受ける光も出てくることができないのでとても暗い真っ黒な天体となるのです。

ブラックホールが天体だったとは驚きですね!

 

 

 

・ホワイトホールもある!?

ブラックホールがあるならば、ホワイトホールもあるだろうと思いませんか?

あります、ホワイトホール!

実際はあるというか、あるのではと考えられています。

ブラックホールは光すら飲み込んでしまうほどの強い重力を持っている天体です。

吸い込んでいるというのであれば、吐き出す先があると考えられます。

それがホワイトホールです。

 

また、ブラックホールとホワイトホールをつないでいる空間があると考えられていて、そのパイプはワームホールといわれています。

このワームホールを通ればワープができるかもしれない!とタイムマシンを考えたアメリカの相対性理論研究者たちもいました。

ただ、実際はホワイトホールの確認ができていないこと、物理的に考えられない設定であることにより実現は難しいといわれています。

タイムマシンが本当にあったら、あなたはいつの時代に行ってみたいですか?

 

 

 

 

・巨大ブラックホールの存在

ブラックホールといっても大きさが異なり、巨大ブラックホールの存在も考えられています。

地球がある太陽系は銀河系(天の川銀河)にあります。空に見える天の川、これは太陽系のある銀河が見えています。

2000億もある恒星の集まりなのですが、銀河系の端の方に太陽系があるので地球から見えるのです。

 

銀河系は中心があり、早い速度で回転しています。現在銀河系の中心はいて座にあり、非常に強い電波を出している場所があります。その場所の中でもいて座A*(エー・スター)が銀河系の中心である巨大ブラックホールだといわれています。

いて座A*付近の狭い範囲には、太陽の300倍ほどあると考えられる質量があるとわかったことで、この場所にはブラックホールが存在していると予想されるのです。

さまざまな銀河の中心には、このような巨大ブラックホールがあると判明しています。

 

 

 

 

・もしやすでにブラックホールにいるのでは?!

どういうこと?と思いますよね。

この宇宙が誕生したのはビッグバンが起きたからというのは聞いたことがあるでしょうか?

大爆発が起きて宇宙ができたという話です。

ただこの大爆発、ブラックホールの中で起きたのではないか?と考えられているところもあります。

それはビッグバンが起きる前、宇宙のエネルギーが圧縮されていたと考えると宇宙全体の膨大なエネルギーを存在させていられる場所はブラックホールしかないのではないか?ということからきています。

宇宙は一つではないと考えている物理学者が多くいる現在、もしかするとこの地球がある太陽系が存在している銀河系含め、この宇宙は別の宇宙のブラックホールにいるのではないか?と考えられています。

ブラックホールの中にいるなんて、考えたこともなかったので不思議すぎる話ですよね。

 

 

 

・ブラックホールを活用?!

ブラックホールは非常に強い重力があります。これは何かに活用できないのでしょうか?

 

ブラックホールの中は時間がゆっくり進んでいくので、年齢を重ねる速度も遅くなります。そのため寿命が長くなることから不老不死になるといわれています。また、惑星がぶつかってくるなどの心配もないので安心して過ごせることもあり、宇宙人はブラックホールに移住している可能性があるという説も。

ブラックホールにはとても安定している場所があるので、軌道に乗れればブラックホールの中を周回することができるのですがこれは高度な技術がないとできません。

これほどの技術があればブラックホールに住む選択をするという宇宙学者もいます。

 

また、ブラックホールにあるホーキング放射エネルギーを活用するという話もでています。

ホーキング放射とは、ブラックホールが強い重力で吸い込む反対に、エネルギーを放射して消滅するという説を唱えたホーキング博士によるもの。人口ブラックホールでは確認できたホーキング放射エネルギーをどのように活用するかはまだわかりませんが、このエネルギーが注目されています。

 

未知の領域であるブラックホールにはたくさんの夢が詰まっているのですね!

 

 

 

いかがでしたか?

宇宙についてまだわからないことがたくさんありますよね。

話が大きすぎて、私たちはとても小さく見えます。悩みなんて、さらに小さなものですよね(笑)

 

これから科学の進化でさらに新事実が発覚してくるでしょう。

とても楽しみですね♪

謎だらけ?!美しい月に秘められた真実

夜空に浮かぶ美しい月、いつも何気なく見ている月ですが、月っていったい何なのかと疑問に思ったことはありませんか?

夜になれば現れ、いつも違う表情をみせる月の謎に迫ってみましょう。

 

・月は地球の衛星

 

衛星とは、惑星・準惑星・小惑星の周りを公転する天体のことをいいます。

人工的につくられたものではなく、自然にできた天然の天体です。

 

月は地球の周りを回っているので地球の衛星となります。

地球の約4分の1の大きさ、81分の1の重さです。

天の川銀河にある太陽系の衛星の中で5番目に大きい月ですが、これほど大きな衛星を持った惑星は地球のみです。

そして、人類が地球以外で降り立ったことのある唯一の天体が月なのです。

 

地球から月までの距離が約38万km、これは地球の赤道のまわりを9周半ほどした距離なのでだいぶ遠く、すぐに行ける距離ではありません。

 

誰もが月に行ける日はだいぶ先といえますね。

 

ちなみに、銀河系の惑星の輪などの氷や岩石の小天体は衛星とは呼びませんので注意しましょう。

 

・謎多き変わった天体、月

 

地球のたったひとつの衛星である月ですが、かなり変わった特徴を持っています。

それは、ほかの衛星にはみられない特徴です。

 

その特徴とは、質量比が大きいところ。

月の質量は地球の約100分の1、惑星の質量に対してこれほど大きな質量を持っている衛星は月以外はありません。

でも、なぜ小さな地球がこれだけ大きな質量を持った衛星をもつことができたのかは謎のままです。

 

例外として、準惑星の冥王星と冥王星の衛星カロン。

これは、カロンの質量が衛星に対してあまりにも大きく、共通重心が宇宙空間にあるので二重天体のように考えられています。

 

月の中心には核があって、その周りにマントル、表面は地殻という構造。

この地殻ですが、地球側が薄くなっていて重心が地球側に偏っています。

なぜかこの状態で安定しているのです。

 

月は謎が多く、ほかの衛星とは違うちょっと変わった天体だということがわかりますね。

 

・月の起源はさまざま

 

この銀河系でどのように月が生まれたのかを調べてみると、さまざまな説があることがわかりました。

それは、大きく4つの説に分けられます。

 

◎親子説

地球が誕生とき、現在よりも地球の自転は高速でした。

そのため、地球が誕生したすぐあと遠心力で原始地球の一部が離れてつくられたという説です。

ですので、地球と月は親子ではないかといわれています。

 

◎兄弟説

星は、ガスや塵(ちり)で作られた円盤に囲まれています。

その中で、塵が集まり地球と一緒に月もつくられたという説です。

地球と同じ塵から作られたので兄弟ではないかといわれています。

 

◎他人説

地球ができたあと、近くを通った小天体が重力のある地球に捕まり、月になったという説です。

地球とは繋がりがない他人なのではといわれています。

 

◎ジャイアント・インパクト説

巨大な衝突が起きたのではないかということです。

原始地球に小天体が衝突。

衝突の影響で地球や小天体の破片が散らばり、それらが集まって月がつくられたという説です。

 

現在では、4番目にあげたジャイアント・インパクト説が有力ではないかといわれています。

 

・何に見える?月の模様と満ち欠け

 

月をよく見ると、不思議な模様が見えますよね。月の表面にはクレーターと呼ばれるでこぼこした部分があります。

その部分は高地で、白のように見えます。反対に黒のように見える部分は平野で、海と呼ばれています。

 

この模様は、日本ではよくお餅をつくうさぎと例えられますよね。

外国では、ロバや本を読む女性、髪の長い女性などといわれています。

不思議な模様は、国によって違いがありおもしろいですね。

 

ほかにも不思議に思うのが、月の満ち欠け。

満月になったり、三日月になったり太陽のように毎日同じ形をしているわけではありません。

それは、太陽に関係しています。

 

地球と月の自転と公転が同じタイミングなので、常に月は同じ面を地球に向けています。

月は約30日かけて地球を1周しますが、その期間太陽の光があたる場所がいつも変わるため、満ちたり欠けたりしているように見えるのです。

 

昔は月の満ち欠けで暦をよむ太陽暦がありました。現在では旧暦といわれています。

・「かぐや」の存在

 

2007年9月、日本は本格的に月探査機を打ち上げました。

その名は「かぐや」。

全長4.8m、重量3tで先端部に「おきな」「おうな」という「かぐや」と同じ形の子衛星2機を搭載。

月の上空で順番に切り離されました。

そのほか、ハイビジョンカメラなどを含んだ14種類の観測装置をつみ、月の綺麗な映像はもちろん、科学的データを複数送ってきました。

アポロで見ることができなかった、南極や北極、月を全体的に観察することに成功したのです。

 

約1年半、月の周りを回り「かぐや」は調査を終了。

2009年6月、月面の所定位置に落下させることに成功しました。

 

月面落下させた理由は「かぐや」に倍以上の燃料を積まなければいけないことや、ミッションに影響が大きく出てしまうことを考えて行ったと公表されています。

 

「かぐや」の存在は、人類にとって大きなものだったのですね。



いかがでしたか?

いつも見ている月ですが、未だに謎に包まれている部分もあります。

これから技術が進化してさらに分かってくることがたくさんあることを期待しています。

 

いつか月に行ける日を楽しみに♪

知らなかった太陽の不思議

太陽について、知っていますか?

毎日明るく照らしてくれる太陽ですが、どういうしくみなのかは知らないという方も多いのでは?

 

太陽の不思議について調べてみました。

 

・太陽は最も身近な恒星

 

恒星とは、自ら光っている星のことをいいます。星には自ら光ることのできる星と、恒星の光を反射して光る星と分かれています。

地球は、恒星ではありません。

太陽系で恒星なのは太陽だけで、私たちの銀河系で最も身近な恒星となります。

 

太陽の直径は、地球の109倍!質量は33万倍、体積は130万倍近くもあるのです。

表面温度は約6000度、中心部の温度は1600万度!

 

高温なので、自ら光ることができるのです。では、なぜ高温なのでしょう?

それは、太陽が重いことに関係しています。

太陽では、核融合反応が激しく起こっているため、膨大なエネルギーが生み出されていますが、太陽が重いことで内部に圧力がかかり高温になります。

 

膨大なエネルギーが何なのかは、太陽のしくみから分かります。

 

・気になる太陽のしくみ

 

太陽は主に、水素とヘリウムからできています。

中心には核があり、水素の核融合反応が起こっていて、外側に向けて放射層→放流層→光球(太陽の表面)という構造です。

核で発生したエネルギーが、この層を通って光球まで運ばれます。これが、私たちが目にしている太陽の表面です。

 

光球の外側には太陽の大気、彩層。その外側にコロナがあります。

周りより温度が低いことで見える黒点、高いことで見える白斑、太陽表面全体を覆っている斑点模様の粒状斑などがあり、これは望遠鏡で太陽を撮影する方法でみることが可能です。

 

彩層で起きている爆発現象フレア、ガスのアーチプロミネンス、ガスの柱スピキュールは波長の光だけを通すフィルターを使うことでみることができます。

 

上記の核で発生する水素の核融合反応のエネルギーとは、水素がヘリウムに変わる際に起こります。

1gの水素は、石炭を20t燃やすほどのエネルギーになり、これが光球に運ばれてから放射され地球に届くまで約8分しかかからないのです。

太陽の光がなくなっても、8分間気付かないということですね。

 

ただ、中心核で作られたエネルギーが光球に達するまで100万年、これをあと50憶年以上続けると予想されています。

 

・「ようこう」と「ひので」

日本では、太陽観測衛星を打ち上げています。

1991年に「ようこう」、2006年に「ひので」が打ち上げられ、さまざまな観測をしました。

 

「ようこう」は、4種類の観測装置を使用して、太陽のコロナとフレアなどを高精度で観測。

コロナの中で磁気再融合が起き、フレアが発生することを明らかにしたのです。

「ようこう」は、多数の画期的な科学成果を生み出すことに成功しました。

 

「ひので」は、「ようこう」の後継機です。さらに高い性能の太陽観測衛星として打ち上げられました。

太陽の大気にあるアルペン波を検出、太陽風の源がどこからなのかを特定するなど、成果をあげています。

今後、磁場や温度・プラズマの流れを観測、コロナやコロナの爆発現象などの謎を解き明かすのではと期待されています。

 

日本の観測衛星は進化をしながら、太陽をさらに細かく観測しているのですね。

 

・太陽が辿ってきた道、今後の未来は?

 

太陽は、恒星が進化した最終段階で起きた爆発により、散らばった残骸がふたたび集まって作られた星です。

 

中心で起こっている熱核融合で圧力が少し下がったのを補うため、中心部が収縮して温度が上がります。

そのため熱核融合がしやすくなり太陽は明るさを増していきました。

太陽が生まれてから1億年後には、明るさが30%増えています。

今後、さらに明るさを増していき、最終段階では今よりさらに2倍の明るさになるといわれています。

 

現在の状態が約109憶年は続くとされていますが、63億年後には内部のバランスが崩れて太陽が膨張し赤色巨星となっていくといわれています。

 

最終的には、今の200倍〜800倍まで巨大化し、水星と金星は飲み込まれ蒸発。

地球の軌道近くまで膨張する可能性が高いと予測されていますが、太陽の重力が弱まり地球の公転軌道が外側にずれるのでかろうじて飲み込まれることはないであろうとされています。

 

その後、10万〜50万年間ガスを放出、地球の大きさほどで質量が太陽並みといえる白色矮星になり何十億年かけてゆっくり冷えていきます。

123億年後は収縮も止まり、寿命が訪れます。質量が小さい恒星の典型的な一生だといえます。

 

・地球に及ぼす太陽の影響

 

太陽は、私たち人間など地球にいる生き物にとって、とても大切なものです。

でも、太陽が地球に影響を与えていることもあります。

 

太陽風はご存知ですか?

太陽系には、太陽から噴き出た電気の高温粒子であるプラズマと、磁気が充満しています。

このプラズマのことを太陽風と呼んでいて、地球までの1億5000万kmを数日で飛んでくる速さがあります。

 

1秒間に数百kmのスピードで宇宙空間を流れている太陽風。

この太陽風は地球にも吹き付けているのですが、直接地球にぶつかっているわけではありません。

地球自体、強い磁場を持っているので、磁場がバリアとなって地球を太陽風から守っています。

 

しかし、完全に防ぐことはできず太陽風の危険な粒子が地球の磁場を乱したり、上空に降り注いだりすることがあります。

この現象のひとつが、オーロラです。

太陽風のプラズマ粒子が、地球の磁場に沿って流れ込んできたことにより、地球の大気とぶつかって起こる発光現象となるのです。

 

オーロラが綺麗だとみとれていましたが、現象の理由を知ると少し怖く感じますね。

このオーロラの影響で無線通信が困難になったり、人工衛星が故障したりします。

人類には直接影響はありませんが、障害の原因になることは間違いないでしょう。



いかがでしたか?

太陽はとてつもない力を持っています。いいこともあれば、障害になることも。

まだまだ不思議な太陽の謎。これからもっと詳しくわかってくるでしょう。