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自由研究で調べてみたい宇宙の神秘「ブラックホール」について

   

自由研究で調べてみたい宇宙の神秘「ブラックホール」について

夏休みになるといつも悩みの種の自由研究。ブラックホールについて調べてみませんか?
まずは意味や簡単なことから始めてみましょう。

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ブラックホールってなに?

ブラックホールは、いまではたいへん有名で、だれもがその名前を知っている天体ですね。ブラックホールは英語で、そのまま訳すと、黒い穴、という意味になります。これは、その重力が大きすぎて、そこから光でさえも逃げだしてくることができない天体のことを表しています。光もでてこれないということは、その天体が真っ黒だということですので、ブラックホールと名付けられました。
 天体の上から、ボールをま上に投げ上げるとします、もしそのボールの速さが、その天体の重力を振り切ってしまうほどの速さだったら、ボールは落ちてこないで、そのまま飛んでいってしまいます。その速さを、脱出速度といいます。たとえば、地球の脱出速度は秒速11kmです。
 ところが、もしこの脱出速度が光の速さより大きな天体があったとしたら、どうでしょう。その天体の上から、どんな速さでボールを投げ上げても、ボールはかならずその天体に落ちてきてしまいます。なぜなら、物体の速さは、秒速30万kmの光の速さ以上になることはできないからです。光でも同じことがおこります。その天体の上で光を出したとしても、出た光は天体の重力で引き戻され、天体から逃げだしていくことはできません。こういう天体がブラックホールです。

引用元-国立科学博物館

ブラックホールは宇宙にいくつある?

ブラックホールは、重たい星と同じくらいたくさんあります。というのは、重たい星が爆発するとブラックホールができるからです。
太陽よりも8倍以上重たい星は、燃え尽きると爆発します(超新星爆発)。爆発が起きると、とても密度が高い(小さいのに重たい)天体が最後に残ります。
ブラックホールは、密度が極限にまで高くなった天体です。特に重たい星(太陽の数十倍以上)が超新星爆発をおこすと、ブラックホールが残ります。
これほど重たい星は、1000万年もしないうちに必ず爆発してブラックホールになるので、宇宙には、重たい星の数ほどブラックホールがあることになります。

引用元-ウチュ〜ンズ

航空宇宙局(NASA)の広域赤外線探査衛星(WISE)が、数百万個のブラックホールと、約1000の非常に高温で塵粒子(ダスト)に覆われた銀河を発見した。
これらの銀河はこれまでに発見された銀河の中で最も明るいと見られる。NASAはこれらの銀河を「Hot Dust-Obscured Galaxies(高温のほこりに覆われた銀河)」の頭文字を取って「ホットドッグ」と名付けた。
研究者らによると、このホットドッグの中心には巨大なブラックホールが存在し、
放出する光の量は太陽の100兆倍だという。画像で見ると明るく見えないのは、
各銀河がダストで覆われているためだ。

引用元-宇宙ヤバイ

ブラックホールは肉眼で見れる?

ブラックホールそのものは光ですら出てこれない天体なので、どうやっても肉眼で見ることはできません。

ただし、ブラックホールが周りのガスを吸い込むとき、ガスは渦を巻きながらブラックホールに落ち込んでいき、ブラックホールの周りに降着円盤と呼ばれるガスの円盤を形成します。降着円盤の中ではガスがブラックホールの重力により猛烈な勢いで引きずり回されるので、ガスはお互いの摩擦で超高温になって光やX線などを放射します。なので、ガスを吸い込んでいるブラックホールであれば降着円盤によって存在を知ることはできます。

ちなみに降着円盤から放射される光などは、あくまでブラックホールの外側から出てくるので観測できます。もしブラックホールの中に落ち込んでしまえばもはや出ることはできません。

引用元-YAHOO!JAPAN知恵袋

ブラックホールの近くにガス状の天体がある場合、吸い込まれたガスが消滅する時に出る放射線を電波望遠鏡で観測できるらしいです。白鳥座のものはX線を出しているとか。

引用元-教えて!goo

ブラックホールは目に見えるのか?これについて調べてみたのですが。        ブラックホール自体は見えないようです。しかし、ブラックホールの形なら見られるようです。ブラックホールが宇宙空間にあるガスを吸い込むとき出す光なら見えるようです。 

引用元-教えて!goo

ブラックホールの中はどうなっている?

ブラックホールの中には何がある?

理論的に導かれた「ホーキング輻射」のエネルギーの分布を見ると、あたかもブラックホールに何らかの内部構造があるように見えます。しかし、それが何であるかは長い間ナゾでした。ブラックホールの中心付近では、時空の歪みがあまりにも大きくなるため、アインシュタインの一般相対性理論さえも、有効ではなくなってしまうからです。したがって、ブラックホールの内部構造を解明するには、一般相対性理論を素粒子レベルまで拡張する必要があり、それはアインシュタイン以来の大問題だったのです。

引用元-News@KEK

ブラックホールの実際の姿は分かりませんが、イメージとしてはすり鉢みたいな感じです。

そしてブラックホールには、2種類のブラックホールが存在しており、

落ち込んでいった一番底の部分が特異点になっているものと、リング状になっているものがあります。

リング状になっているブラックホールは、カー・ブラックホールと言いますが、

もしその輪っかを通り抜けた場合、どこへ抜けるんでしょうか

という話です。

もちろん、実際には人間がロケットなどで行っても、すさまじい重力に押しつぶされて、

気づいたらあの世でしょう。笑

しかしもし、もし行けたらの話をしますが、

そのリングを通り抜けたところは、

別の宇宙

らしいです。

引用元-森羅万象Web

自由研究を進めていくために

そうですね…まず、ブラックホールとは何なのか、ブラックホールはどうやったらできるのか、を調べてみてはいかがでしょうか?

ざっくり述べると、星の一生の中でブラックホールになっていくものがあるので、そこらへんを調べると良いと思います。

わかりやすいのはNewtonという、理科系の雑誌、あるいはそのNewton関連の本ですね。天体の雑誌というより、理科の話全般を扱うもので、その中で天体の特集などが組み込まれたりするものですが、きれいなCGイラストがたくさん使用され読みやすいと思います。
お近くの図書館などにこれらがあれば個人的には非常におすすめです。

引用元-YAHOO!JAPAN 知恵袋

ブラックホールを調べるならブラックホールのことをできる限り完璧に調べてまとめ、その後時間があれば何に使えるかとかそういうのを必要に応じて加えた方が良いですよ。まずは、基礎を埋めるそして、それを発展させる。この質問からすると何に使えるかの予測を基準に今からブラックホールを調べる可能性が高いですが、そうなるとちゃんと調べてその予測にそぐわない場合に厳しいですよ。何に使えるかなどは、最後の締めになりますから、同時進行で人の意見を聞いてそれを参考にするより、自分でまとめた結果、こういう使い方ができるのではというまとめ方の方が自然で良くなりますので、ご注意を・・・(研究ですから、基礎の部分とかみあわないと研究していないのがバレますからね)

引用元-楽天みんなで解決!Q&A



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