重力がブラックホールから脱出できる理由

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9名無しSUN:02/05/14 23:40
>>7
質量を分散させておく圧力(縮退圧など)が重力に抗し切れないので
ブラックホールになるのです。
10名無しSUN:02/05/15 13:10
>>9
いや、そうじゃなくてブラックホールになってからそうみなすことはできないか?
という話。

太陽を半径3kmに押し縮めるとブラックホールになる、とよく言われます。
3kmまで押し縮めた時点で縮退圧の限界はこえてますよね?
その状態で均一な密度を持つと仮定することはできないのか?

地球の重力は地球のの中心に重心があるとして計算しますけど、
実際はほぼ均一な密度の球体ですよね?
シュバルツシルド解を求める過程でも、ブラックホールを質点として計算してなかっただろうか?

こうすると、特異点は計算上の問題で、実在はしないとすることはできませんか?
11名無しSUN:02/05/15 14:07
>>10
シュバルツシルド半径の内側では外側に向かって放たれた光でさえ中心に向かって動かざるを
得ないのに、どうやって物質が踏みとどまるのさ

特異点定理でサクっと検索してみ
1210:02/05/16 00:23
>>11レスありがとう
それって、重心である中心点に全質量があるとして考えてませんか?
密度均一な球なら中心へ行くほど重力は弱くなります。

シュバルツシルド半径に物質が収まってる時点で、
均一な密度の球だったとしても素粒子並みの高密度であるはずです。
内部空間があるとか、ホワイトホールにつながっているとかは
数式上の遊びでしかないと思います。

特異点定理、これから探してきます。
でもこれって

宇宙が正質量で一般相対性理論が正しい限り、特異点が存在する。
ということを数学的に証明したもの

と把握してます。ブラックホールの性質と関係ありますかねぇ。
13名無しSUN:02/05/16 00:59
>>12
>それって、重心である中心点に全質量があるとして考えてませんか?
いいえ。
>密度均一な球なら中心へ行くほど重力は弱くなります。
でも外側は光でさえ抗し切れない重力があるわけで、内側に潰れる、
そうするとますます重力は強くなって更に潰れる。--->あぼーん


>シュバルツシルド半径に物質が収まってる時点で、
>均一な密度の球だったとしても素粒子並みの高密度であるはずです。
シュバルツシルド半径は質量に比例、体積は半径の3乗に比例、だから
密度は質量の2乗に反比例する。したがって超巨大なブラックホールだと
均一な密度だとしてもスカスカになります。


>宇宙が正質量で一般相対性理論が正しい限り、特異点が存在する。
それはホーキング・ペンローズの特異点定理で、それ以前に出されていた
ペンローズの特異点定理を宇宙に適用した結果です。
11の特異点定理はペンローズのほうのこと。重力崩壊する星は必ず特異点に
行き着くことを示している。この定理の時間を反転させると(本当の証明は
もっと複雑だけど)、膨張宇宙は特異点から始まったことが示されるわけ。
14名無しSUN:02/05/17 08:08
有り得んけどブラックホールに触れるように近くまで行ってつぶれなかったら
どうなんの?そこでは時間も狂ってるんでしょ?赤子に戻ったりすんの?
15名無しSUN:02/05/17 08:49
>>14
潰れるより先に潮汐力で引き千切れますがそれはともかく、
時間の進みが遅くなるだけで、過去に戻ることはないはず。
1610:02/05/17 15:03
>>13
なんとなく理解。サンクス。

シュバルツシルド半径の導出の3つの仮定をハケーン!!
1.球体で質量密度が一様
2.時間的に質量密度は変動しない
3.原点から十分に遠い場合には、空間は平坦となる。

言い換えると、シュバルツシルトはブラックホールを
A.静的で球対称な重力場。
B.原点より十分遠いところはミンコフスキー空間になる。
と仮定している。

なんと!!<1>は導出前に仮定されてるのです。
また、2より、中心に向かってつぶれたりもしません。

特異点とは事象の地平線そのもので、中心のことではないみたいですよ。

科学雑誌ニュートンとかの解説は誤解なのかなぁ。
詳しい人の補足求む。
17名無しSUN:02/05/17 15:14
時間の進み方がいくら遅くなっても、
脳の動かすための時間も比例して遅くなってるので、
体感時間は同じ。

と言ってみるテスト。
18名無しSUN:02/05/17 15:31
なんかシュバルツシルド半径に誤解があるのでは?
シュバルツシルド半径っていうのは、単に脱出速度が光速になる、
つまり、そこからは絶対に物質が出て来れない領域のこと。

べつに壁があったり、境界線が引いてあるわけでもない。
>1.球体で質量密度が一様
>13さんで既出ですが、
>でも外側は光でさえ抗し切れない重力があるわけで、内側に潰れる、
>そうするとますます重力は強くなって更に潰れる。--->あぼーん
質量密度一定でつぶれないためのに維持しているのはどういった斥力が働いているわけ?
>2.時間的に質量密度は変動しない
べつに、変動しても良いよ。外から吸収されれば質量が増えて、シュバルツシルト半径が増えるだけ。
>3.原点から十分に遠い場合には、空間は平坦となる。
そうだけどだから何?
>B.原点より十分遠いところはミンコフスキー空間になる。
あの〜どこでもミンコフスキー空間ですよね。
事象の境界線の内側でも、空間と時間の立場に若干の違いが出てきますが
(事象の境界線の内側では空間の移動も時間と同じように制限を受ける)
ミンコフスキーの4時空間ですよ。
>科学雑誌ニュートンとかの解説は誤解なのかなぁ。
あなたのあやまちなので心配しなくても大丈夫ですよ。
19名無しSUN:02/05/17 15:33
ぷぷぷ。 グラビトンなんて、エーテルとおなじ机上の空論。
発見してからいえや。ボケ!
2010:02/05/17 15:56
>>17
当たり前。
スローモーションでものが見えるかも知んない、って思ったから
「っていって見るテスト」とかつけたの?

>>18
>>16は一石賢の「Aha!相対性理論がわかった!」からの抜粋と要約。
それを否定するならそれなりの根拠を出してください。

>質量密度一定でつぶれないためのに維持しているのはどういった斥力が働いているわけ?
僕にはわかりません。ただ単に計算の簡略化のためにそう仮定しただけかも。
僕が言いたいのは
密度一様と仮定しても特異点は導出されること。
そして、その特異点とは事象の地平線のことで、重心ではないということ。
これはシュバルツシルトが出した計算結果そのものです!

なんか解釈間違ってるのかな?
詳しい人解説キボンヌ
21名無しSUN:02/05/17 16:04
>>16
>シュバルツシルド半径の導出の3つの仮定をハケーン!!
>1.球体で質量密度が一様
>2.時間的に質量密度は変動しない
どこに書いてあった? そんな嘘
2217:02/05/17 16:11
>>14-15の反応を見とんじゃ!>>20は黙っとれ!
2310:02/05/17 16:48
もう一度熟読してみた。
ちょっと訂正。以下は流れの要約ね。

原点が中心の球状物体の重力場をもとめるために、
1〜3を仮定すると、
物体の半径R、質量Mとすると

R≦a=2GM/C^2

のとき、脱出速度が光速を超える(=脱出不可)と。
このaをシュバルツシルト半径と呼ぶ。

R=aの球面上の点(図形的には面)を特異点という。
特異点を外から見ると時間が止まっているように見える。

質量がR<aに凝縮している場合を(シュバルツシルトの)ブラックホールという。

やっぱり、質量が質量に凝縮しているとは書いていない。
2410:02/05/17 16:51
あう。
>やっぱり、質量が質量に凝縮しているとは書いていない。
質量が原点に、ね。

事象の地平線の内部に一様な質量分布があれば、半径は関係ない?
2515:02/05/17 17:06
>>17
もちろん、15では遠くの観測者から見て時間の進みが遅くなる、と言っているのだが、何か?
26名無しSUN:02/05/17 17:11
>>25
それが分かってるんなら、時間が狂うのは遠くの観測者から見た場合だってとこを
先に指摘しろよ。
27名無しSUN:02/05/17 17:20
>>23
その本にはその後の時間発展は書いてないの?
初期状態として「球体で質量密度が一様」を仮定することはあるだろうけど、
本当に「時間的に(有限の)質量密度が変動しない」なんて間抜けなこと書いてあるの?
特異点に潰れた後は変化がなくなるけどね。
あと、ペンローズの特異点定理はちゃんと調べた?

>>24
>事象の地平線の内部に一様な質量分布があれば、半径は関係ない?
球対称ならね
2815:02/05/17 17:30
>>26
逆切れされちった。相対論で「時間が遅れる」と言った場合、「何か別の観測者に対して」っていうのは
当り前の前提なんだよなぁ。自分しかいない場合に「時間が遅れる」なんて無意味だもん。
29名無しSUN:02/05/17 17:30
でも 時間が狂うってなんかぱっとコナイナー
実際にそれを見てみないトナー
30名無しSUN:02/05/17 17:54
>>23
>R=aの球面上の点(図形的には面)を特異点という。
これも嘘だよ。何という本を参考にしているのか教えて欲しいな
3110:02/05/17 18:11
>>30
一石賢の「Aha!相対性理論がわかった!」です。

「特異点とはこれ以外の場所とは違った性質をもつ点と考えていただいて良い。」

と。時間が止まることに言及してシュバルツシルト半径上の球面を特異点だと言い切ってます。
32名無しSUN:02/05/17 19:15
>>31
そんな本は捨ててもっとまともな教科書や参考書を読んでください
33名無しSUN:02/05/17 20:38
>>32
まじで間違い?荒らしてスマソ。
本自体はすごくわかりやすくていい本なんだけどなぁ。

もう一個しつもーん!!
>>13の重たいブラックホールはスカスカ説をふまえて。
原点に密度無限大の特異点があるとします。質量は一定です。
原点に近づけば近づくほど重力が強くなりますよね?
原点近くほど時間が遅れます。原点では時間は止まって見えます。
ここまでは正しいですよね?

特殊相対論によると「時間の遅れ=長さの縮み」です。
観測者にとって時間の流れが遅くみえる所の長さは短く見えます。

これは一般相対論の中ではどのようにかたられるのでしょうか?
もし、中心に近づくほど空間が圧縮されていると言い換えることができるなら、
密度無限大と矛盾します。密度無限大に「見える」だけでしょう。

さて、無限遠から原点に向けて落下してゆく観測者は原点に到達できるのか?
34名無しSUN:02/05/17 22:09
遠くから観測しているものにとっては、
その落下観測者が原点に到達するのに
無限の時間がかかるように見える。
3533=10:02/05/17 22:51
>>34
そうそう。それはわかる。

たとえばね。
自分と原点の中点にもう一人観測者がいるとするよね。
その前にもやっぱり中点に観測者が、ってやってくと
時間の流れと長さは半分・半分・半分…。

いつまでたっても原点に付きません。
36名無しSUN:02/05/17 22:58
>>35
>時間の流れと長さは半分・半分・半分…。
JOJO思い出した
3718:02/05/18 01:31
>>20
>それを否定するならそれなりの根拠を出してください。
根拠は>>18で提示してたんだが…
つまり、参照した本とかを例示しろということなんだろうけど……
27さんと同意見ということで処理してください。

32さんもご指摘のとおり、物理の特に量子論や相対論関係の本には
とんでもない本というのがありまして、「これマジ」といいたくなる
本は山ほどあります。

私個人としてはNewtonは比較的良心的な解説と思っていますが…
(最近よんでいませんが)

>>13の重たいブラックホールはスカスカ説をふまえて。
13さんが言っていることは、もし>>12のようにシュバルツシルト半径で
密度一定なら、スカスカという意味では?

>特殊相対論によると「時間の遅れ=長さの縮み」です。
どこの慣性座標形から見るかでかわってきますから、けっして=ではありません。
たとえば、ミューオンの件では地上から見た観測者は時間の遅れと観測しますが、
ミューオンといっしょに動いている観測者からは、大気の厚さの縮みに観測します。
けっして等価ではありません。

>もし、中心に近づくほど空間が圧縮されていると言い換えることができるなら、
   ↓
>密度無限大と矛盾します。密度無限大に「見える」だけでしょう。
というのも、よくわかりませんねぇ。
特異点というのは、一般相対性理論も成立できない点ですし、
「見える」っていう観測系の問題を取り上げてみたところで有益な議論には
ならないとおもいますが。

あと、密度無限大だからこその特異点なのですけど。
(密度が無限大でなければ、一般相対論で論じられてしまう。)

私は一般相対性理論は大学でやっていませんから、一般啓蒙書の範囲ぐらいしか
しりませんが、(特殊相対論はきちんと取得しましたけれども)
>さて、無限遠から原点に向けて落下してゆく観測者は原点に到達できるのか?
はミューオンと同じように考えると、すぐに到達することになりますが、
キチンと一般相対論で考えるとどうなるんですかね?

事象の地平線の向こう側について考えても、確認のしようはありませんが。
38名無しSUN:02/05/19 11:03
10を召還あげ
3910:02/05/20 04:59
>>それを否定するならそれなりの根拠を出してください。
これはほんの受け売り書いていきがってただけなので気にしないで下さい。
今思えばはずかティです。

>私個人としてはNewtonは比較的良心的な解説と思っていますが…
ニュートンは数式をできる限り省き、計算結果による現象の説明に終始するので
時に不親切です。きちっと理解するのは自分で解を求めるのが一番。
一般相対性理論は数学的難しさから、大学でもかなり上の方でないと履修できないみたいですね。
僕は行列をまじめに履修したことない中退君なので、
前出の本で親切に解説してるのにもかかわらずダウンしますた。

>>特殊相対論によると「時間の遅れ=長さの縮み」です。
>どこの慣性座標形から見るかでかわってきますから、けっして=ではありません。
ミューオンの件は、ミューオンにとっては大気の時間が遅れて見えるため、
大気の距離が「縮んで見える」為に寿命を迎えるまでの到達距離が長くなります。
これは特殊相対論の範疇であり、
時間の遅れと長さの縮みが等価であることによって説明できる、というのが10の記憶です。

>>もし、中心に近づくほど空間が圧縮されていると言い換えることができるなら、
>>密度無限大と矛盾します。密度無限大に「見える」だけでしょう。
>というのも、よくわかりませんねぇ。
>特異点というのは、一般相対性理論も成立できない点ですし、
>「見える」っていう観測系の問題を取り上げてみたところで有益な議論には
>ならないとおもいますが。
特異点定理は
「一般相対論が正しいとすると『一般相対論で論じ得ない特異点』が存在してしまう」という、
パラドクスであると理解しています。
相対論を用いて特異点を議論することはとても有益な議論であると思います。
2chでは所詮素人のままごと、といわれるかもしれませんが。

続く。
4010:02/05/20 05:52
>>さて、無限遠から原点に向けて落下してゆく観測者は原点に到達できるのか?
>はミューオンと同じように考えると、すぐに到達することになりますが、
>キチンと一般相対論で考えるとどうなるんですかね?
そうそう、そこが疑問なんです。
>事象の地平線の向こう側について考えても、確認のしようはありませんが。
ブラックホールだって実在をきちっと確認したものではないはずです。
そう簡単に議論を放棄しないで頂きたい。

話をもっと単純化して議論しましょう。
事象の地平線も特異点も一旦脇においておきます。
とりあえず特殊相対論のみで議論できるように。

均一(地表上のようにどこでも一定)な重力を持った一次元時空間を考えます。
静止体重60kgの観測者Aは原点からスタートし、無限遠まで初速0で自由落下します。
静止体重60kgの観測者Bも原点からスタートし、無限遠まで初速が光速の50%で自由落下します。
両者は同時に原点を横切るものとします。(加速度を考えないように)
観測者Cはこの時空間に対して制止しており、二人の運動を原点から観測します。

Cから見て、Bは常にAより高い速度を保ちます。
よって、Bのほうが常に大きい慣性質量を持ちます。
重力は一定なのでAはBより常に高い加速度を受けます。
A,Bの速度差は時間とともに縮まります。
無限の時間をかけ、A,Bの速度が同じになるとき、
A,Bはそれぞれ違う大きさの「無限遠」で同時に光速になります。

何を言いたいのかわからなくなったので、
計算してから考えをまとめます。

続く。あしたぐらいに。
4110:02/05/21 02:03
新しい考えが浮かんだので>>40は忘れて下さい。
シュバルツシルト半径の外側から近づくと時間の止まりを観測します。
で、内側から近づくことは原理的に不可能かも知れませんが計算だけなら可能です。

行列無知の大学中退にどなたか力をかして下さい。
式は

g00=-1-2GM/rc^2

です。
42名無しSUN:02/05/21 17:48
43名無しSUN:02/05/26 16:35
ビッグバンってある一点から宇宙が膨張していったってこと
何ですよね?
とすると宇宙が始まったときは、全質量が一点にあったわけで
ブラックホールよりも重力がすさまじかったのでは?
なんで膨張するの?
真空のエネルギー?何?ブラックホールから脱出できそうじゃん。
44名無しSUN:02/05/26 18:09
>43 さんの考え方って、インフレーションを考えないという
前提に立つなら成り立つかも
45名無しSUN:02/05/26 18:11
空間の膨張と重力からの離脱は違う。
4643:02/05/26 23:23
>>45
そうかな?違わないと思うけど。
まぁ単なる思いつきだから、専門に勉強している人の方が
正しいだろうとは思うけど。
空間が膨張しているのはなんで?それは空間には空間を膨張させる
力が働いているからじゃないかな?その力を利用すれば重力をコントロール
できる気がする(単なる思いつきですが)。
44さんのいうインフレーションというのがあったとするとインフレーションで
できた空間がいくつもあるってことですよね。
そのインフレーションでできた空間同士はやっぱり何らかでつながってるはず
だからその辺を突き詰めると空間同士の行き来も何とかなりそうな気がしてきた。
47名無しSUN:02/05/27 03:10
こういうやつが将来年とってトンデモ化するんだろうなあという
誕生の初期段階を見学できるスレはここですか?
48名無しSUN:02/05/27 11:46
仮に重力がブラックホールから脱出できなかったらどうなるのだろうか?
シヴァルツシルト半径から外側は無重力?
49名無しSUN:02/05/28 02:54
>31

事象の地平線は未来のヌル無限遠の過去の境界だから特異点定理を適用する事もできるって事では?
50名無しSUN:02/05/28 03:20
難しすぎて素人な漏れにはついて逝けんが、
光がそもそもBHから抜けられんのはなぜ??光に重さはあるの??

重力って力なんだからBHから抜けるも抜けられないもないんじゃないの??
素人スマソ
51名無しSUN:02/06/02 04:45
ooooooooooooo
52名無しSUN:02/06/15 18:44
光の速さで伝わるもの; 電磁波(光・電波・エックス線)、重力波

磁場や電場の波はどうなのかなー。教えて!!!
53名無しSUN:02/06/16 00:56
漏れも重力はどうやってブラックホールから出るんだとか思ったこともあるが、いろいろ読むと相対
性理論では重力って時空の歪みらしいから、50が言ってるみたいに抜けるも抜けられないも無い
んじゃないか?

でも、重力は仮想粒子(重力子)で伝わるという話も聞いたことあるし、それだと出れる出れないと
いう論理が成り立ちそうな気がするんだが・・・?
54名無しSUN:02/06/16 05:35
一般相対性理論上では重力の伝播速度は∞ということになってるらしい。
重力波通信なんて出来たら光速度maxの仮説が破綻しちゃうな。
55素朴な疑問なんですが:02/07/20 08:20
>>2

  2ゲットォォーーーーーー!!
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄∨ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
         ∩ ∩
        〜| ∪←これってティムポですか?
        ヘノ  ノ       (´⌒(´
       ((つ ノ⊃≡≡≡(´⌒;;;≡≡≡
         ̄ ̄ ̄(´⌒(´⌒;;
         ズザーーーーーッ
56名無しSUN:02/07/20 11:58
>>54
>重力の伝播速度は∞
なわけねーだろ。

空間のゆがみも徐々に広がって逝くんだよ。電場や磁場も場の理論だが
電場も磁場も一瞬で伝搬するのか?
57名無しSUN:02/07/21 21:50
>55
ちがうとおもふ(W
脚だろ。
58名無しSUN
ブラックホールスレが乱立になってます。

最古のスレ
ブラックホールってどうなってるの? (42)
http://science.2ch.net/test/read.cgi/sky/1019515922/l50

へどうぞ。