相対性理論とブラックホールについて

質問

私が知ってる限りではブラックホールは超惑星で重力が光速度以上になるから光を反射できず、見えないと理解してきましたが、相対性理論では光よりも速くなれば時間を飛び越えることができると聞いたのでもしかしたらタイムスリップができるのではないかと思います。もし人間が宇宙に行けて偶然ブラックホールにぶつかってタイムスリップしてしまうことがあるのではないでしょうか?この考えは自分でも幼稚だと思いますが、他にもタイムスリップに関する事を知っている方がいましたらご返答お願いします。

回答No.9

658489

あんまり詳しくないので、的はずれなこともあると思いますが、ご了承下さい。。
そもそもブラックホールが物や光を吸い込む理由は、重力崩壊にあります！！
重力は質量を持つ物に生じます。ですから僕にもティッシュ一枚にも重力はあります。
ただ、質量が天体に比べあまりにも小さいので自分たちにも重力なんかないように思えるのです。
さてそのブラックホール。かなり重いです。記憶によれば角砂糖一個に太陽の質量を凝縮した位重いそうです。
重ければ、質量が大きければ重力も大きくなります。
そこで思い出すのが、中学で習った圧力の授業です。スポンジに小さい鉄球を載せると深く鋭く食い込みます。
同じ重さの鉄球でも、大きいと深く鋭く、なんては食い込みません。。
重力もこれと同じです。スポンジが宇宙空間です。鉄球が地球としましょう。
スポンジが食い込むのですから当然アリ地獄みたいなへこみが出来ますよね。
そこにめっちゃ小さいリンゴの模型でも置くと、コロコロとへこみの中心に落ちていきます。
見方を変えれば鉄球に吸い付けられているようにも見えます。
これが重力の正体です。重力とはスポンジのへこみ、つまり空間のゆがみなのです。
その鉄球は小さく重いほど鋭くスポンジをへこませますので、それほど重力も大きくなると言うわけです。
だから小さく重いブラックホールは空間を強く曲げます。
ですが鉄球がミニ＆重すぎると、スポンジも破けてしまいます。
これが「重力崩壊」です。スポンジが破ける、すなわち空間が破ける。
ブラックホールはまさにコレ！この「スポンジを破いた鉄球」です！
するとどうでしょう。さっきみたく小さいリンゴの模型でも置くと、穴の中へ落ち込んでしまいます。
そうなるともう自力では出てこれません。ブラックホールに吸い込まれるとは、このことなのです！！
では実際のブラックホールに入ったらどうなるか。タイムスリップできるのか。
残念ながら僕が江戸時代に行こうとブラックホールに入ったら最期、潮汐力で縦に引きちぎられてしまいます。。
つまりブラックホールはタイムマシンにはなり得ません。
以上ですが、ご参考になれば幸いです。。

回答No.8

Sompob

ブラック・ホールは
「重力が～光を反射出来ない」
のではありません。

モノを真上に放り投げると重力に逆らう間に運動エ
ネルギーを失い、速度ゼロになって今度は自由落下
しますね。

光の場合も重力に逆らって進む間にエネルギーを失
います。でも、速度が変化する事は出来ませんから
その代わりに波長が伸びます。ブラックホールから
脱出している間にエネルギーを失い、如何に鋭敏な
測定器を用いても測定出来ない限界以上に波長が伸
びるので、ブラックホールから充分離れた所から観
測すると、光が出てこない．．事になります。

測定限界は、既知の宇宙の大きさを１５０億光年と
すれば７８京秒に一回の振動です。宇宙の大きさよ
り長い波長の光は、宇宙と相互作用する事が出来ま
せんので、これが測定出来る最低周波数です。

次にタイムスリップですが、超光速移動は、相対性
理論の一組の特別解として存在しますから、実現方
法は不明にせよ、「超光速」が不可能と言う事では
ないでしょう（多くの方が、この点でカン違いをさ
れています）。

で、相対論に矛盾しない「超光速移動」を考えると
実は、空間を移動する自由が無い事が分かります。

普通の物質で出来ている我らが、相対論的速度を以
て宇宙を航行しているとします（正確には何に対し
ての速度なのかを定義する必要がありますが）。

光速を越えない限り、我々は空間を自由に航行する
権利がありますが、時間に付いては議論の余地は有
りません。過去から未来にしか動けません。

しかし、光速を越えた瞬間から（光速に等しくなっ
た時、時間軸と空間軸の区別が付かなくなりますが
光速を越えたとして）、時間を自由に航行する権利
を獲得する代わりに、空間を自由に移動出来なくな
ります。

まずい事に、光の向こうの世界で我々は、時間を過
去へと遡る、負の質量を持つ物質として観測されま
すから、燃料を消費して宇宙船の質量が減ると、益
益、速度が速くなります。光速以下に減速してこち
らに戻る為には、光速を越えたのと同じだけのエネ
ルギーを要します。

光速を突破した宇宙船の行き先は宇宙の４次元時空
の中心です（空間の４次元とは異なります）。

だから、未来の人類が時間旅行、特に過去へ旅行す
る技術を獲得して実践したとしても、過去の地球に
は絶対に戻って来れないのです。

時間も空間も自由に航行出来、且つ、相対論に矛盾
しない都合の良い理論は組み立てられないのです。

我らの世界で、質量がマイナスの物質を見つければ
それは、未来から過去へと情報を運んでいる事にな
りますから、人間は超光速移動するより先に、この
物質を手なずける技術を覚えるかも知れません。

人間は移動しないので、相対論に矛盾しません。
移動しないので、凶悪エイリアンにでっくわす確率
も小さく安全です。

回答No.7

lune_ec

ブラックホールについては、他の方が回答されていますので割愛させてください。
　タイムスリップについては、理論的に可能かどうかよりも「人間が時間を自由に移動できるかどうか」にご興味があると思いますので、それに応じた回答だと以下の様になります。
　まず未来へは、亜光速の宇宙船ができれば可能です。（これは他の方も説明されているとおりです。）
　しかしながら、人間が過去へ行くのは不可能です。
　もし、未来のある時点で過去への移動が可能になるのであれば、我々はその事実を既に知っているはずです。
　未来永劫「全ての人間」が、過去に行ったときに時間移動の事実を黙っているのは不自然ではないでしょうか。
（もし私が時間移動ができるのなら、過去に戻って「時間移動ができる」ことをしゃべる誘惑に勝てません。）
　以上の理由で、過去へのタイムスリップはできないと考えますが、いかがでしょうか。

回答No.6

NOHAS

お答えします。

タイムスリップは、陰と陽を利用します。
たとえば、階段を降りて、別の階段を登れば、地球の反対側に出られる仕組みです。
それには、その場所を陰と陽になるようにしなければなりません。
ピラミットに宇宙からのエネルギーが入りますと、下に陰のピラミットが出来ます。
中心は陰と陽が同居している状態になります。そこから進めば反対側に瞬時に行けるのです。
その時陰のピラミットが陽になり、別な星に立つことができるのです。次元が違うのです。

回答No.5

satoumasaru

はじめまして

相対論、ブラックホール、タイムマシン等は本当にわくわくするような話ですね。さて、ご質問のことについて私の知っている範囲でお答えします。

＞超惑星で重力が光速度以上になるから光を反射できず、見えないと
＞理解してきましたが、相対性理論では光よりも速くなれば時間を飛
＞び越えることができると聞いたのでもしかしたらタイムスリップが
＞できるのではないかと思います。

特殊相対性理論では、普通の物質が光速度を越えることは認められません。光速度を越えるという＃４の方がいわれたタキオンですが、このタキオンは、エネルギーが減ればよりスピードが増すという複雑怪奇なものです。タキオンについては、計算上でてくるものて、実際には存在しないと考える人が多いですね。

計算上でてくるけれども、実際にはありえない、なんだかごまかされているような気がしますよね、でも、次のことを考えてみてください。たとえば４平方メートルの面積の正方形の図があるとしますよね。これの辺は何メートルでしょうか？　これは計算上はふたつあります。２メートルとマイナス２メートルです。マイナス２メートルを自乗すれば、４平方メートルになりますよね。でも、通常はこんなのはあり得ませんから、この解は無視されます。タキオンもこれと同じようなものだと考えられています。

＞今の科学でロケットが光にだんだん近づいてるらしいですよね?

現在のもっとも早いロケットでも秒速２０～３０キロメートル程度でしょう。（宇宙探査機でこの程度のスピードをだしていたものがあったような気がします）　それに引き替え光は秒速３０万キロメートルですね。人間が感じるほどの時間のずれが生じるというと光の速度の２／３程度以上は必要ですから、とてもとても問題になりません。

＞　もし光と同じ速度のロケットに乗って進行方向と逆に懐中電灯を
＞　つけたらその空間はどうなってしまうと思われますか?時間が止
＞　まるのでは?

完全に光と同じ速度になることは通常の物質では不可能です。もし光にきわめて近い速度９９．９９９９・・・％で飛行しているロケットに、進行方向と逆に懐中電灯をつけでも別に何もおこりません。ロケットからみれば、光が秒速３０万キロメートルでロケットから遠ざかっているのが観測されるだけです。

＞　人間が宇宙に行けて偶然ブラックホールにぶつかってタイムスリ
＞　ップしてしまうことがあるのではないでしょうか?

ブラックホールは、物質が素粒子以下に圧縮されてしまい、密度が無限大になってしまいます。貴方の体が素粒子よりも小さく圧縮されてしまっては、とてもではないですが、生きていられません。それ以前に、ブラックホールは重力が強力ですから、人間が足から近づくとすれば、頭と足とが重力の働き具合がおおきく異なるため、引きちぎられてしまいます。

＞　他にもタイムスリップに関する事を知っている方がいましたら
＞　ご返答お願いします。

すでに多くの方がおっしゃられているとおり、高速度の宇宙船や、おおきな重力の中では時間の進み方が遅くなります。これらを利用して未来へ行くことは可能ですが、過去に戻ることはできません。いわゆる浦島太郎のようなものですね。

現在、可能性があるといわれているのが、ブラックホールとホワイトホールをつなげたワームホールを操作することにより、過去に戻れるという説がありますが、ホワイトホールそのものが、本当にあるかどうかはわかりません。

ドラえもんの世界にはまだまだむずかしいようですね　(^^)

回答No.4

tomtom_

相対論では，光より遅い速度の物体が光より速くなることはできません．ただし光より速くて，絶対に光より遅くなれないものは理論的に導けることができて，タキオンと呼ばれます．実際には発見されておりませんが，タイムスリップの糸口になるかもしれません．

また，ブラックホールまで行かなくても，大きな星など重力が地球よりも強いところでは，地球上よりも時間がゆっくり流れます．こんなところからも，将来，ちょっとの間重力の強いところに出かけて，帰ってくると地球にいた他の人よりもちょっとだけ若い，なんていうタイムスリップ（タイムトラベル？）もどきもできるようになるかもしれません．

回答No.3

kimori

こんにちは、nittobo-さん。

>重力が光速度以上になるから光を反射できず、見えない

　というか、光すら吸いつけてしまうほど強烈な重力が働いているということらしいです。この重力はすさまじく吸い込まれた物体は原子よりも小さい粒子にすりつぶされちゃうらしいです。ということで

>もし人間が宇宙に行けて偶然ブラックホールにぶつかって

　たらただではすまないでしょうね。

　でも、これは今の世間一般の話しで、参考URLにあるような意見もあります。これが本当だとするとタイムスリップも夢ではないかもしれませんね。

参考URL：

http://hotwired.goo.ne.jp/news/news/technology/story/20030411308.html

お礼

URLもとても参考になりました。ありがとうございます!!自分の勉強不足でした。もっと勉強して将来に備えたいと思います!

回答No.2

reachippatu

光より速く進むことは無理っす。
光の速さで飛ぶロケットから前方方向へ懐中電灯を
つけたとしても懐中電灯は光の速さのままです。
（光の速さ×２の速度にはならない）

ただ、光の速さに近くなれば周りの時間がゆっくり
進みますので未来へ行くことは可能です。
例えば、光の速さで進むロケットに１年間乗ってれば
地球では７０年の月日が経っています。

お礼

とても参考になりました。ありがとうございます。今の科学でロケットが光にだんだん近づいてるらしいですよね?（まだまだですが）もし光と同じ速度のロケットに乗って進行方向と逆に懐中電灯をつけたらその空間はどうなってしまうと思われますか?時間が止まるのでは?

回答No.1

hijyousyudan

ブラックホールというのは、
超重力を持つ天体だと言われています。
そして光とは、光子（こうし）という物質です。
光が反射できない理由は、
あまりの超重力のせいで、
天体の重力圏から脱出できないためです。
ブラックホールを磁石、
光子を砂鉄と置き換えれば分かりやすいかな。

お礼

とても参考になりました。まだまだ自分の勉強不足でした。もっと勉強したいと思います。ありがとうございます