元スレ【物理学】7年かけて作った「人工ブラックホール」でホーキング放射を初観測。ブラックホールが完全にブラックではない証拠になるか

みんなの評価 :

/ 要望・削除依頼は掲示板へ / 管理情報はtwitterで

1 :

7年かけて作った「人工ブラックホール」でホーキング放射を初観測。ブラックホールが完全にブラックではない証拠になるか - Engadget Japanese
http://japanese.engadget.com/2016/08/17/7/

/nox/remoteimages/81/0a/8bf40f8f43719ca41db296b0d6f7.jpeg

/nox/remoteimages/ff/c8/cc274b207ec3c115a39228b2cd10.png

イスラエルの科学者ジェフ・スタインハウアーが人工的なブラックホールを製作し、その振る舞いからスティーブン・ホーキング博士が1974年に発表した理論「ホーキング放射」に似た現象を観測したと発表しました。

スタインハウアーが作った人工的なブラックホールは本物のブラックホールのように光を含めて何でも吸い込むというものではなく試験用のチューブ内に流体を流し、ある地点でそれを音速以上に加速させることで音響的な事象の地平面を生み出すというもの。本物のブラックホールでは光が逃げられなくなる位置で事象の地平面が発生しますが、この人工ブラックホールでは音が逃げられなくなる位置を事象の地平面とします。

ブラックホールは一般に、すべての物質を引き寄せ、光であっても逃さないほどの強力な重力を有するため、宇宙空間にポッカリと真っ黒く何も見えない穴が開いたように見えると思われています。しかし、ホーキング博士は量子効果を考慮するとそこからは熱的な放射がなければならず、事象の地平面(想像図に描かれるブラックホールの縁の部分)から電磁波のようなエネルギーが発せられるため「ブラックホールは完全なブラックではない(何も放出しないわけではない)」としました。

もう少し詳しく説明すれば、真空中には何も存在しない部分から常に一対の粒子が発生しており、それらはすぐに結合してまた消滅するという動作を繰り返していると考えられます。事象の地平面よりブラックホールの中心に近いところでは、粒子が発生してもブラックホールに引き寄せられるだけで終わってしまいます。ところが、事象の地平面では片方の粒子のみがブラックホールに落ち、もう片方が外へ逃げる可能性が考えられます。するとこの逃げた粒子が、外界からはブラックホールが放出したエネルギー、つまりホーキング放射として観測できることになります。

一方、ブラックホールに落ちた方の粒子は、相棒を失ってエネルギー的にマイナスとなっているため、ブラックホール全体からエネルギーを吸収します。ホーキング博士は、この現象が長期間繰り返されることで最終的にブラックホールは蒸発するように消えるだろうとしました。

スタインハウアーは実験のために、「人工ブラックホール」を7年かけて製作しました。人工ブラックホールではガスを絶対零度近くまで冷却して得られる、ボース・アインシュタイン凝縮と呼ばれる状態のガスをチューブ内に流し、ある位置でそれをレーザーを使って音速以上に加速させることで音響的な事象の地平面を生み出します。

そしてこの音響的な事象の地平面に一対のフォノン(音子、音響量子、音量子)を発生させ、フォノンの片方がブラックホールから放射されるように移動し、一方のフォノンがブラックホールにとらわれるホーキング輻射と同様の現象が発生するのを確認したとのこと。スタインハウアーは特に高エネルギーのフォノンのペアが量子的なもつれの状態を示すこともわかったとしており、これはホーキング放射の重要な証拠となる特徴だとしています。

この実験結果を聞いた学者の一部には、フォノンのもつれ状態が低エネルギー状態で観測していないことを理由に不完全な結果だとする向きもあるものの、他方ではホーキング放射を擬似的に再現したのはこれが初のことであり、実験結果に欠陥がないと確かめられれば、ヒッグス粒子の発見と同じぐらい大変な出来事だとする声もあります。

もしかするとこの実験を発端として、ホーキング博士がノーベル賞を受賞するというストーリーもありえるかもしれません。

2 :

だからなんだ？

3 :

恒星質量ブラックホールは特異点ではなくてブラックスター
真の特異点は大質量ブラックホールにも稀

5 :

リヒャルト・ギュオー「人工ブラックホール？出来るけど何か？」

6 :

ブラックホールが出来れば汚染廃棄物の問題も解決するな

7 :

【DNA２本鎖ピンチ速報！】DNA１１本鎖からの伝達
http://ameblo.jp/torabusimagu24/entry-12190520664.html

これでスレ立てたくて、ニュース速報+板とか、科学ニュース+板とか、

スレッド作成依頼スレにレスしたけど、立たなくて、どうしても、
皆に伝えたいんだけど、
誰か立てれる方いましたら、代わりにスレ立てて頂けませんんか？

あいうえお。５文字。ゴー文字。あ～お。全宇宙に青信号
あいうえお
か　６文字。無文字。あ～か。全宇宙に赤信号
青赤の二色しかないDNA２本鎖。

ゴー{5}文字＆無{6}文字、5+6＝11
ゴー文字＆無文字により、

DNA１１本鎖存在は、無限文字で、超能力使える。
その無限文字はDNA１２本鎖によって、
無限の０秒の速さのストローで数字＆吸う字
生じ続ける新文字をゼロ秒で、
字を完（時間）、これで、時間を巻き戻したり、
早送りしたりしている。
例えると、炊飯器の設定で６０分で
ご飯が炊ける物理システムを仕組む。
中のごはんは、現象を早送りされたり、
巻き戻されたり、されて全文字無限を、{１字完}出来たら、
他の炊飯器の中のごはんでできあがっている、
{１字完}とゼロ秒で入れ替え、鎖状にして、
知っている１字１字を全て消失、肉体不死ながら、
思考の痛み無限の位置にいるDNA１１本鎖の、
宇宙とつながっているのに、
DNA１２本鎖は時間をもっていて、
思考の痛みすらなしの、
信号ゼロ。作業感ゼロ。
下の生命から無限にコツを時間で得る。
下の生命の謎の作業感は永遠。
生命は騒いでいる。

8 :

>>2
お前にとっては何でも無いからシコって寝てろｗ

9 :

>>1
まーた音響ブラックホールかよ、と思ったら同じ人じゃん。

【宇宙物理】ブラックホールレーザーによるホーキング放射の観測
http://potato.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1414024612/

これの続報だな。

11 :

どこまでをブラックホールと考えるかだけ

どこまでも含まれるならブラックホールでは星が輝いてるとも言える

12 :

ホーキング博士の人工肛門が

13 :

つまり宇宙は水！

14 :

俺がオナニーをやめられない理由もこの辺にあると思ってる

15 :

>一方、ブラックホールに落ちた方の粒子は、
>相棒を失ってエネルギー的にマイナスとなっているため、
>ブラックホール全体からエネルギーを吸収します。ホーキング博士は、
>この現象が長期間繰り返されることで最終的にブラックホールは
>蒸発するように消えるだろうとしました。

じゃぁブラックホール内の質量はどこに消えるの？
いきなりエネルギーゼロになって消滅とかありえんでしょ
その過程で超重力星みたいのになるとか、変化の過程があるんじゃないの？

16 = 13 :

>>15
そんなものは元からなかったという話だろ。

17 :

光や電磁波は質量がないので重力場の影響を受けない。
観測者からみた空間が曲がっているだけで、光や電磁波は直進してつき抜けている。
ただ観測者は空間が曲がっているため感知できずブラックと思ってるだけ。
エネルギーは放出されてブラックホールは最期は消滅する。

18 :

理論上はこうだろう、と推測していた内容を、
似た実験によって証明できたので、
その理論スゲー、ってことだな。

19 :

証明するために作った人がちょっと吸い込まれてみてほしい

20 :

>>15
エネルギーになって放射される

21 :

てことは、片割れはブラックホールの中に居るってことかよ？

22 :

ブラックホールの中の落ちた片割れはマイナスエネルギーを持っていると書いてあるだろ
真空から物質が飛び出した抜け殻みたいなもんだ

23 = 5 :

>>15
事象の地平線のその先は観測不能

24 :

音と光では全く性質が異なるのに
随分と無理やりだな

25 :

>>15
ホーキングの理屈だと、エネルギー吸収を長期間繰り返される必要ない
１粒だけでも発生した瞬間にエネルギーを吸収してすぐ調和して消えるから
最初からBHなんぞ生まれない
そもそも事象の境界線の先にはアインシュタイン的には時間が存在しない
長期間もクソもない

26 :

そもそもホーキング放射ってぜんぜん異なるメカニズムが複数提唱されてる謎
理論なんだけどね。

27 = 9 :

>>26
ボゴリューボフ変換による熱励起意外にどんな「メカニズム」があるんだよ？

28 :

え？
シコシコ～してたら、人工ブラックホールが出来るってことか｡
そりゃ、怖いが、モザイクがわりで、露出出来るか｡

29 :

完全なブラックは日本企業だけだったか

30 :

>>29
ギリギリ逃げ出す人がいることで内部のエネルギーが減少し、
最終的にワタミは消滅する！

31 :

＞ホーキング博士がノーベル賞を受賞するというストーリーもありえる

出したら、きっと喜ぶよ

32 :

真空中には何も存在しない部分から常に一対の粒子が発生しており

これがイメージできないと、回答にたどり着かない

34 :

２つの粒子は基本的に、色々な性質が±で反対になるわけでしょ。

その２つの粒子のどちらが残るかは1/2だとして、沢山の粒子が対生成して
片方がBHに落っこちて、残った方はマクロ的にはやっぱり±のバランスが
保たれて、結局残ったもの同士で対消滅して、輻射がおきないんじゃないか？

って素朴な疑問があるんだけど、誰かエロい人教えて頂戴。

35 :

>>23
チューブ型なら観測できたわけだが

36 :

俺視点「しゅごーい！」

物理学者視点「また目立ちたがり屋の馬鹿がなんか発表しとるわ・・・」

37 :

>>15

ブラックホールは質量を持つ。
質量の中身は物資と考えて良い。
物資は原子とか素粒子とかでできている。

ある種の素粒子は長時間安定して存在することができず、短時間で複数の素粒子に分解する。

そして、量子論的な揺らぎによって、分解された素粒子の一部が結果的にブラックホールの外に出てしまうことがある。

ブラックホールの質量の中身の素粒子一個がブラックホールから外に出たと理解して大筋では間違いではない。

これは、素粒子レベルでは継続して発生するので、ブラックホールはいずれ蒸発する。ただし、今観測されているようなブラックホールの場合、蒸発するのは宇宙の寿命より長い時間の経過後と考えられている。

38 :

ブラックホールというか光子の性質にそのまま適用できるかはともかく
波動の量子性についての知見が深まる可能性はあるよね

39 = 37 :

>>34
物質とエネルギーが同じものだというのは良いかい？

光は電磁波という波で、その本質は空間を振動させるエネルギーだが、光子という粒、つまり物質と考えた方が良いこともある。

ある素粒子が複数の素粒子と電磁波に変わったとすれば、変わった先の素粒子と電磁波をエネルギーに換算すると、その総エネルギー量は分解前と変わらないはずだ。

だが、量子論的な揺らぎで、分解後の素粒子が一部無くなれば、結果としてブラックホール全体の質量は減ることになる。

ブラックホールをブラックホールたらしめているのは本質的には自身の質量なので、これが継続するといずれ蒸発することになる。

ホーキング放射で事象の地平線から素粒子が飛び出しても、継続的統計的にスピン他の性質に偏りが生じないのは、おまえの言う通り。

40 = 37 :

>>36
物理学者視点「しゅごーい！」

俺視点「また目立ちたがり屋の馬鹿がなんか発表しとるわ・・・」

なんだろ？

41 = 21 :

フォノンなんて存在するの？

42 :

>>41
フォトンと同じぐらい怪しい

43 :

ワームホール、多元宇宙へGO

44 = 37 :

>>41
素粒子の世界では観測可能な性質も実体が保持可能な性質もかなり制限されている。

もしある素粒子、仮称ネコ、がニャンと鳴くという性質も持ち、それ以外の性質を持っておらず、他の素粒子がニャンとなかないなら、ニャンと鳴く素粒子は仮称ネコと思って良い。

音波は他の波と同じくエネルギーの性質と物質としての性質を持つが、音波の物質としての性質が観測できたなら、それは音子と思って良い。