ブラックホールは存在しない?

質問

「物理学者のスティーヴン・ホーキングは、『arXiv』に1月22日付けで公開した短い論文で、
『（これまで考えられてきたような）ブラックホールは存在しない』と主張している。
この現象は定義され直す必要があるのだと同氏はいう。

論文のタイトルは「Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes」
（ブラックホールのための情報保存と天気予報）。

古典理論では、エネルギーと情報はブラックホールの「事象の地平面」を抜け出せないと主張されるが、
量子物理学はそれが可能であると示唆されるというパラドックス（ブラックホール情報パラドックス）を取り上げている。

この難題に対するホーキング氏の答えは、ブラックホールは情報とエネルギーを消滅させるのではなく、
新しいかたちでまた空間に開放するというものだ。同氏は、事象の地平線に替わる新しい境界として、
量子効果で変動する「見かけの地平面（apparent horizon）」を提案している。 」
http://www.sankei.com/wired/news/140127/wir1401270001-n1.html

「この現象(ブラックホール)は定義され直す必要がある」と博士は言ってますが、
本来のブラックホールは存在しないということなのでしょうか？
申し訳ありませんが、科学が苦手です。中学生にも分かるように解説お願いします。

回答No.6

noname#212313

#5です。

>【ブラックホールの超高速ジェット、重粒子を含む可能性】
> http://www.afpbb.com/articles/-/3003371

　ブラックホールに周囲から物質が落下していくときに、ブラックホールの周りを回りながらになります（真っ直ぐ落ち込むというのは、実は稀）。それが大量になって降着円盤と呼ばれるものを構成します。降着円盤も落下しながらとはいえ公転しているわけで、自転軸はブラックホールの自転軸と一致します。

　ブラックホールの強い重力のため、降着円盤内の物質は押し合いへし合いで非常に強い圧力が生じます。その圧力が最も強まるのが降着円盤の北極と南極で、ブラックホールの北極と南極に一致します。圧力の強まり方が非常に大きいため、物質が飛び出してくるようになります。それがお示しのサイトでいうジェットで、鉄原子核なども含まれている可能性を発見したようですね。

>【重力は存在しない＝オランダ物理学者】
> http://www.epochtimes.jp/jp/2010/10/html/d42959.html

　記事が不思議な書き方をしていて（理解していないのか、故意なのか）、当惑します。要はホログラフィック原理のことなんです。面白いものではありますが、特に目新しいというわけではありません。ホログラフィック原理では、2次元の板から3次元的な光学像を投影するホログラフのように、宇宙が空間2次元の実体から投影されたものだとしています。

　宇宙の実体となるほうでは、2次元であるために重力が存在しません（重力は空間の次元数が多いほど強く、少ないほど弱くなり、2次元では物体の外に重力を及ぼさなくなる）。素粒子理論では重力を理論に取り込むのに苦労していますが、重力が無いとできるなら、進展が見込めます。そのため、ホログラフィック原理に注目している物理学者もいます。

　上記サイトが言及しているオランダの物理学者は、ホログラフィック原理に関する何らかの研究で進展があったとしているようですが、私ではちょっと内容が分かりかねます。すみません。

お礼

Dio_Genes さん、こんにちは。
ご回答、有り難うございます。
真摯な考察おそれいります。

>ブラックホールに周囲から物質が落下していくときに、ブラックホールの周りを回りながらになります
>その圧力が最も強まるのが降着円盤の北極と南極で、ブラックホールの北極と南極に一致します。圧力の強まり方が非常に大きいため、物質が飛び出してくるようになります。

なるほどそうしますと、全方位的均等な引き込み現象ではないと言うことと、
物質が、降着円盤の回転の遠心力や圧力で円盤の外部に押し出されるということですね。

天文学者は、回転する銀河の中心にブラックホールが存在すると考えているそうですが、
そうするといずれ、銀河を構成する恒星の中にも圧力で出される恒星も考えられますね。

いろいろ調べていたら分かったのですが、宇宙プラズマ物理学で、「磁場で宇宙を観る」という動きがあるようですね。

「磁場で宇宙を観る」という姿勢の確立に向けて
藤本 正樹　(宇宙科学研究所)
http://www.eps.s.u-tokyo.ac.jp/res-edu/space/fujimoto.html
「なぜ磁場が大事か、あるいは、宇宙プラズマ物理とは
宇宙のことを考える上で磁場の効果が重要である、ということを主張したい。
その根拠はどういったものであろうか。宇宙空間は真空ではない。多くの場合、電離したガスで満たされている。

電離ガスを構成する荷電粒子（イオンと電子）は磁場を感じて運動する。
そして、粒子の運動の結果が磁場の時間発展に影響を及ぼす、という相互作用をする物理システム－宇宙プラズマ－が、実は、宇宙空間を満たしているのである。」

【宇宙プラズマへの進学】
http://www.eps.s.u-tokyo.ac.jp/res-edu/space/oka.html
「宇宙プラズマの講義（正確には地球電磁流体力学）ほど衝撃的なものはありませんでした。
（中略）　私はこの講義で初めて宇宙空間が真空ではないことを知ったのです
（いささか恥ずかしいことではありますが）。

そして（それまでの私にとっては何もないはずの）宇宙空間で衝撃波が伝播するとか磁力線が切れる・繋がるとかいった言葉を聞いたときは、まるで未開拓分野を発見したかのように感じたのです。」

「宇宙空間で衝撃波が伝播するとか磁力線が切れる・繋がる」とは、プラズマ・フィラメントのことでしょうか？
銀河の渦巻現象をブラックホールの重力ではなくプラズマ・フィラメントで説明できるという説もありますね。

【銀河形成と回転曲線問題】
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%97%E3%83%A9%E3%82%BA%E3%83%9E%E5%AE%87%E5%AE%99%E8%AB%96
「銀河形成のシミュレーションに成功し、天文学最大の謎、銀河の回転曲線問題も解決。
ロスアラモス国立研究所の物理学者であったアンソニー・ペラットは、ブラックジャックVと呼ばれる当時世界最大のパルス発電機でX線放射の実験を行っていた。発生したプラズマ・フィラメントはお互いの磁場で引き寄せられ、集合したプラズマは合体して螺旋を形成し、螺旋は強力なＸ線を放ち、銀河の螺旋構造と同じだったのである。この絡み合うフィラメントの中を流れる電流は、ビルケランド電流と呼ばれ、プラズマ宇宙論では重要な役割を果たす。

かつてプラズマ宇宙論の創始者ハンネス・アルベーンの下で研究していたペラットは、この螺旋が銀河の渦巻構造を解明する手がかりとなると考えるにいたった。
彼は当時最先端のプラズマ・シミュレーション・プログラム「SPLASH」を使い、プラズマの動態をシミュレーションし、多くの特徴的な銀河の渦巻が、完全に磁場の中を漂うプラズマ・フィラメントで再現できる事を発見した。」

「これによって銀河における大きな謎であった銀河の回転曲線問題まで、解明する事ができた。
この問題は銀河が重力によって支配されていると仮定すると、中心から外側に行くにつれて渦巻きの腕の速度が遅くなるはずである。

しかし実際は外側も同じ一定の速度なのである。この矛盾を解決するために多くの研究者達は苦慮し天文学の大きな謎の1つとされ、見えない物質である暗黒物質が銀河を取り囲んでいると仮定し、この問題を解こうとしてきた。」

「ペラットとジム・グリーンは、シミュレーションを繰り返すことによって暗黒物質を仮定せずにこの問題を解決したのである。プラズマによって支配されている銀河の渦巻きの腕は、例えると中心から伸びたバネのようなものである。

このようなバネは全長にわたって同じ回転速度をもつことになる。それによってプラズマの圧縮が一定の曲線を作り出すことを示し回転曲線問題を磁場によって解決したのである。
そのとき、曲線にうねりが見られたが、実際にそれは渦巻きの腕が回る際に行なうローリング運動として観測と一致したのである。」

宇宙プラズマ物理学では、プラズマによる電磁力や電磁場を重視して、ダークマターとかダークエネルギーを仮定していないようです。
結構、興味深いです。

ご回答頂きありがとうございます。