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ブラックホールに落ち込む過程の解釈

思考実験として、物質がブラックホールに落ち込むことを考えてみました。 物質はブラックホールに近づいていき、事象の地平面に近づきます。 そしてついには事象の地平面に差し掛かるわけですが、この様子を外部から見たとしたら、物質はいつまで経っても事象の地平面に到達しないかもしれません。 しかし落下する物質の視点では他の天体に落下するのと同様に、何事もなく事象の地平面に近づいていくわけです。 慣性質量と重力質量が完全に一致するなら、事象の地平面に到達した時点で落下する物質と外部の観測者との間の相対速度は光速度に達すると思われます。 外部の観測者にとっては落下する物体はいつまで経っても事象の地平面に到達しないのですが、これを物質の視点から見るなら、物質が事象の地平面に到達した瞬間に、事象の地平面の外側の時間経過が無限大になることを意味するはずです。 もしブラックホールは蒸発するというのが事実であるなら、どのような質量のブラックホールも有限の時間内に蒸発してしまうはずです。 ですから物質が事象の地平面に到達する直前に、まず外側で非常に長い時間が経過し、蒸発が進むと思われます。 蒸発が進んで事象の地平面の大きさが小さくなると、物質にとっての地平面外部の時間経過の早さが緩むことによって、遠のいた地平面に近づくことが可能になり、再び地平面に向かって落下するものと思います。 そしてまた地平面の直前まで落下したところで外部では大きな時間が流れ、蒸発が進み、以下同じ過程を繰り返すことによって、最後はブラックホールとともに蒸発するのではないでしょうか? もちろん実際にはこのように断続的な過程を経るわけではなく、事象の地平面に到達するか、あるいは直前の位置で、ブラックホールが蒸発するのに合わせて連続的に特異点の方向に向かっていくものと思います。 このような解釈は正しいでしょうか?

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  • 回答No.3

このような思考実験の、よくある間違いに、事象の地平面と特異面(特異点)との混同があります。もちろん事象の地平面のすぐ内側に特異面の広がるBHも想像できるのでしょうが、それとこれとは別物と考えておいたほうがすっきりすると思います。 で、事象の地平面を通過するときに、特に何かあるわけではありません。そこで時間が停止するとか距離が無限大になるとか、そういうのは事象の地平面ではなく特異面の特徴なんです。 ところが我々は事象の地平面の内側を見る(知る)ことができません。それは”物理学的”には、内側で何が起こっていても良いということを意味するのかもしれません。そのことを我々は量子力学でイヤというほど思い知らされているわけです。 回答ではないですが、参考にでもなれば♪

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質問者からのお礼

回答ありがとうございます。 そもそもの特異点が出来るのに無限大の時間がかかるということでしょうか?^^;

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その他の回答 (2)

  • 回答No.2

 実際には、ブラックホールの事象の地平面に近づくずっと手前で重力が非常に大きくなるので、観察者が乗っている宇宙船は潮汐力で無限に引き延ばされて崩壊します。  従って、観察そのものが不可能ですし、事象の地平面の内側まで行けるとしても、ブラックホールの固有時間と観察者の固有時間は同じではないので、ブラックホールが蒸発するまで観察者は生きていられません。  あっという間にブラックホールに飲み込まれ、潮汐力に引きちぎられて、雨のように降り注いで終わりです。  もちろん、それまでの間に宇宙では無限に近い時間が経過しますが、観察者から見れば、あっという間であるのに変わりはありません。  もし、ブラックホールに落下しても死なないのだと仮定すれば、ブラックホールに背を向けて宇宙を見ながら落下するとすれば、観察者はブラックホールに近づくに連れて、宇宙の星々が急速に動いて行くのが見えるようになり、事象の地平面を超える頃には、宇宙の終わりまでを早回しのビデオのように見ることが出来るでしょう。  理論的には、そうなりますが、実際にはずっと前に死んでいるでしょうね。探査機を送っても同じで、壊れてしまうでしょうね。だから、そういう光景はコンピュータシミュレーションでしか見られません。

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質問者からのお礼

wikipediaより引用させて頂きます。 >事象の地平面近傍でも潮汐力は非常に弱い。中心にある重力の特異点までの距離が遠いため、ブラックホールの中心に向かう宇宙飛行士がいるとすれば、かなり深く進むまで、スパゲッティ化(英語版)されることはない。 超大質量ブラックホール@wiki 回答ありがとうございました。

  • 回答No.1
  • trytobe
  • ベストアンサー率36% (3455/9588)

いいえ。外部からの観測者の時間の流れと、事象の地平にある当事者の時間の流れは異なります。 慣性質量と重力質量の等価原理から導かれる相対性理論と、相対性理論から導かれる推論とを、逆方向に互いにつなぎ合わせて、相対性理論に反する結論に導くのは、自己矛盾が含まれる証拠です。

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質問者からのお礼

回答ありがとうございました。

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