ブラックホール

質問

光も飛び出せないブラックホール、光と同じ速度のはずの重力はなぜ飛び出せるのですか？

回答No.10

stomachman

stomachmanです。riv20さんの疑問に関して。（tjnさん、またしてもごめんなさい。）
「場」という考え方は、一種の遠隔作用論です。遠くにある物同士が瞬時に相互作用してしまう。これは変だというので、近接作用として相互作用を考える。これが「場の量子論」で、場を量子として捉え直した（量子化した）ものが仮想粒子です。
　例えば電磁力の場（電場・磁場）を量子化したものが「光子」、原子核の中で働く「強い相互作用」の場をを量子化したものが「π中間子」、クオークの間で働くカラー力の場を量子化したものが「グルーオン」、熱や振動の場を量子化すると「フォノン」。そして重力場を量子化したのが「グラビトン（重力子）」です。
　仮想粒子というのは、真空の揺らぎとして発生するものなので、寿命は粒子のエネルギーΔEに反比例します。不確定性原理（ΔEΔt ～h）の許す短時間Δtしか存在できずにすぐまた消滅する、おもてには出てこない粒子です。

＞重力が、光の速度と同じ、というのは、空間のゆがみが伝わるのが光の速度、ということ

まさにそうです。「空間のゆがみが伝わる」というのは重力場の「変化」が波になって伝わる「重力波」（観測で実在が証明されています）のことで、言い換えれば仮想でない、実粒子としての重力子が飛んでくるんです。（光子が飛んでくるのが電波であるのと同じように。）
　しかし、重力場に変化がなくても、いつも定常的に重力は働いていますよね。この働きを作り出しているのが仮想重力子というわけです。（電気力で言えば、静電場の電気力は仮想光子の交換で生じています。）
　tjnさんの質問は、「定常的な重力であっても、それを作り出している重力子が（実粒子であれ仮想粒子であれ）光速だったら、ブラックホールは外部に重力を及ぼせないのでは？」ということであり、必ずしも重力の変化のことだけを仰ってはいない。そして、atsuota先生の説明は、「ブラックホールの外側の真空中で湧いている仮想重力子が重力を伝えるんだから大丈夫」ということなんです。
　なお、重力場が空間の歪みであるという描像と、仮想重力子が湧いているという描像がどう繋がるのか、実はstomachmanにはよく分かりません。しかし、「場イコール空間」てのはちょっと微妙にずれているように思われます。
　atsuota先生、この答案の採点おねがいしま～す。

補足

本当に色々お教え頂き有り難うございます。少－しまた初歩的なことを伺います。もしも「事象の地平線の」内部から上空に向い、棒を立てていけば、その棒は内部から外部に達するのですか？
もしも空間の長さにこれが最小と定義できる単位があるとすれば（電荷単位のような１クーロンみたいなやつ、素空間とでも呼びましょうか）、地平線内部の空間はきっと素空間が無限に小さくなっているだから棒は外にでないでしょうね。
そうなれば、やはり重力子はドミノ倒しの様に空間を伝わるのでしょうから、空間内部から外にはでないはずでしょうし、それなら重力は外に伝わらないはずのような気がするのですが。
また「素空間」が無いのであれば、棒は外にでるように思うのですが。そしてその時は重力も外にでうる可能性もあるかなー？とも思いますが、如何でしょうか。