In contrast to things like planets or  stars they have no physical size limit,  

恒星や惑星と異なり

and can literally grow endlessly. Although in  reality specific things need to happen to create  

ブラックホールは物理的限界がなく無限に成長できる

different kinds of black holes, from really tiny  ones to the largest single things in the universe.  

だが、とても小さいものから最大のものまで

So how do black holes grow and how  large is the largest of them all?

それらが形成されるには とある条件を満たす必要がある

This video will not discuss how black holes work  or how they form since we've looked at that in  

ではブラックホールはどのように成長し 最大のものはどれほど大きいだろう

detail in our black hole and neutron star series,  you can check them out afterwards. For now we are  

今回はブラックホールの仕組みや作り方については扱わない

interested in finding the largest thing in the  universe. Let us start really, really small.

過去のブラックホールや中性子星の動画で 詳しく扱ったので

Primordial Black holes

興味があればどうぞ

The smallest kind of black holes may or may not  exist. If they do, they are probably the oldest  

とりあえず 今回は宇宙で最大のモノを見つけるのが目的だ

objects in the universe, older even than atoms.  They would have formed just after the big bang,  

まずは本当に小さいものから始めよう

when the universe was so dense with  violent energy, that any tiny pocket  

【原始ブラックホール】

that was just slightly more dense than  its neighbors could produce a black hole.

このブラックホールは存在するかもしれないし しないかもしれない

The smallest Primordial Black Hole that  could still be around would be a trillion  

もし、していれば それは原子よりも古く宇宙最古の存在かもしれない

kilograms or so, the mass of a big mountain.  And yet they would be no bigger than a proton.  

ビッグバンの直後 猛烈なエネルギーが非常に密集していたころ

A Primordial Black hole with the mass of  earth would barely be larger than a coin.  

周囲より密度の高い場所には このブラックホールが形成されたかもしれない

This makes them very hard to find, so we  haven't actually observed any yet – if  

原始ブラックホールの重さは 1兆kgとかそれくらいで

they exist they may even be the mysterious  dark matter that holds galaxies together.

だいたい大きな山くらいだが

Let's move on to the kinds of black holes  that we know for sure ARE out there.

体積は陽子よりも小さい

Stellar Black Holes

原始ブラックホールは地球くらい重かったとしても 大きさはコインくらいになる

To make a black hole we need to compress enough  matter so that it collapses into itself. After  

だからとても見つけにくく 実際に見つけたことはない

that, the more mass we throw at it, the  larger it becomes. In today's universe,  

もし存在するなら

only the most violent cosmic events can create  the necessary conditions, such as the merger of  

銀河を束ねる謎の物質、ダークマターは 原始ブラックホールなのかも

neutron stars or when the core of a very massive  star collapses in a supernova. To have a unit to  

次に存在が確信できる種類のブラックホールに移ろう

work with here, we'll use the mass of our sun,  about 2 million trillion trillion kilograms.

【恒星ブラックホール】

The smallest known black hole  has 2.7 times the mass of the sun  

ブラックホールができるには 自身が崩壊するくらい物質を圧縮する必要があり

which works out as a sphere around 16 km  in diameter, large enough to cover Paris.

あとは何かを投げ入れるほど大きくなる

Another lightweight black hole is the  companion to the V723 Mon red giant star.  

今日では、宇宙規模の暴力的イベントのみが ブラックホールの形成条件を満たす

This star is 24 times larger than our sun,  30 million kilometer in diameter. And yet,  

例えば中性子星同士の衝突や 超新星爆発などだ

it is thrown around by a tiny black hole  just 17.2 km wide. This tiny thing bullying  

ここで重さの目安として

the star is so much smaller that we can  barely even show them in comparison.

200万×1兆×1兆kgを擁する 太陽を単位(太陽質量)としよう

One of the largest known stellar black holes is  M33 X-7. It currently spends its time eating a 70  

既知の最小のブラックホールは重さ太陽2.7個分で

solar mass blue giant, bit by bit. As all that  stolen matter circles towards the black hole,  

大きさは16kmとパリを囲むくらいだ

like water going down a drain, friction heats  it up to temperatures high enough to shine  

軽いブラックホールは 赤色巨星 V723Mon の伴星もいる

500,000 times brighter than our Sun! And  yet, X-7 is 'only' 15.65 solar masses  

この星は太陽の24個分の大きさで 直径3000万kmにもなるのだが

and 92 km wide, just big enough  to cast a shadow on Corsica.

それでもわずか17.2kmほどの ミニブラックホールに振り回されている

To grow much larger, black holes have to either  devour a lot of stars or better, merge with one  

このいたずらっ子はとても小さく 並べて見せることもできない

another. The instruments that make it possible  to detect these mergers are very new so we are  

最大の恒星ブラックホールの一つが M33 X-7 だ

currently discovering a lot of exciting things.  Like two massive black holes that we detected in  

70太陽質量を持つ青色巨星を ちびちび食べながら過ごしている

a galaxy 17 billion lightyears away. As they spun  around each other violently, they released more  

水が排水口から排出されるように 物質は回りながら吸い込まれており

energy in the form of gravitational waves than the  combined light from all the stars in the milky way  

摩擦熱によって熱せられた星屑は 太陽の50万倍も光り輝いている

in 4400 years. The new black hole they formed is  about the size of Germany and is 142 solar masses.

それでも X-7 は"たった"15.65太陽質量であり

And here we hit a curious gap in scale.

幅92kmと、コルシカ島にちょうど影を落とす くらいの大きさしかない

There are lots of black holes up to 150 solar  masses. And then there is nothing for a long  

もっと大きくなるには周囲の星をむさぼり食べるか 他のブラックホールを取り込まなければならない

time. Until we suddenly hit black holes,  that are millions of times more massive.

これらを検出できる技術は最近開発されたため

Which is a bit confusing, because we had this  idea that black holes are consistently growing  

現在人類は多くのエキサイティングな発見をしている

and growing. But for the most massive black holes  this process is not fast enough to explain their  

例えば170億光年離れた銀河で検出された 2つの巨大なブラックホールのように

existence today. The universe is simply not  old enough for these supermassive black holes  

お互いがあまりに激しく回転するため

to have formed by eating stars and merging with  each other. Something else must have happened.

放出された重力波によるエネルギーは 天の川銀河が4400年間に放った光よりも大きかった

To explain how we got the largest black  holes in the universe, we might need the  

この新しいブラックホールは だいたいドイツくらいの大きさで

largest stars that ever existed: Quasi Stars.  To get a sense of scale, we can compare them  

重さは142太陽質量だ

to the largest stars that exist today. Our  Sun is like a grain of sand next to them.

ここに奇妙なギャップがある

We don't know if Quasi Stars actually existed but  they are an interesting concept when it comes to  

150太陽質量までのブラックホールは たくさん見つかるが

supercharging black hole development. The idea is  that the matter in the early universe was so dense  

それより重いブラックホールは見当たらず

that quasi stars could grow to thousands of  times the mass of our sun. The cores of these  

突如それらより途方もなく重いブラックホールが現れる

stars might have been crushed by their own weight  so much to actually collapse into black holes  

これには困惑する、なぜならブラックホールは 連続的に成長し続けると考えられるのだが

while the star was still forming. In contrast to  stars today that would destroy themselves in the  

しかし連続的成長は巨大なブラックホールの形成を 説明するためには遅すぎるのも事実だ

process, inside quasi stars, a deadly balance  could emerge. Gravity pressed the supermassive  

単純に宇宙の年齢が足りないため

star together, feeding the black hole and heating  the material falling in to such a degree that the  

星やブラックホールを飲み込んだりしても こんなに大きくなれないのだ

radiation pressure kept the star stable. And so  these quickly growing black holes might have been  

つまり何か他のことが起きたに違いない

able to consume the quasi star for millions of  years and grow far bigger than any modern stellar  

宇宙最大のブラックホールについて説明するためには

black hole. Black holes several thousand times the  mass of the Sun and wider than the entire earth.

かつての最大の星が必要かもしれない Quasi星だ

These black holes might have become  the seeds for supermassive black holes.

スケール感を掴むために 現時点で最大の星と比べてみよう

Supermassive black holes

我々の太陽は隣りにある砂粒のようなものだ

So now, we arrive at the kings of our  universe, the largest single bodies in  

Quasi星がかつて 本当に実在したのか不明だが

existence. The centers of most galaxies contain a  super massive black hole, and they are monstrous.

これが巨大ブラックホールを 開発したという考えは面白い

In the Milky Way we have Sagittarius A  Star, a super massive black hole with  

初期の宇宙は密度がとても高かったので

about 4 million solar masses that is calm and  collected and just does its thing. We know  

Quasi星は太陽の何万倍も成長した可能性がある

it sits there because we can see a number of stars  being thrown around by a seemingly empty spot.  

その星のコアはブラックホールとなるほど 自重によって押しつぶされており

And despite its incredible  mass, it's radius is still  

今日の自爆してしまう星とは対象的に Quasi星は危ういバランスがうまれた

only 17 times our sun. Smaller than most giant  stars, but millions of times more massive.

重力で超巨大星が押しつぶされ ブラックホールに食べられていく

Because Supermassive black holes are so  massive and located at the center of galaxies,  

そのとき発生した熱による放射圧が 星の状態を保ったと考えられている

many people imagine them as being a bit like  the Sun in the solar system. An anchor that  

今日の恒星ブラックホールよりも 遥かに成長できたのは

glues everything else together and forces it into  an orbit. But this is a misconception. While the  

このようにQuasi星を 高速に消費できたからかもしれない

sun makes up 99.86% of all the mass in the solar  system, SuperMassive Black Holes usually only have  

太陽よりも数千倍も重く 幅も地球より大きく

0.001% of the mass of their galaxy. The billions  of stars in galaxies are not gravitationally  

超大質量ブラックホールの種にもなりえる

bound to them, instead it is the gravitational  effect of dark matter which holds them together.

Supermassive black holes 【超大質量ブラックホール】

Many supermassive black holes aren't gentle  giants, especially when they are feeding on  

ようやく、宇宙の王に到達した 存在する最大の一個体だ

the clouds of mass in their galaxy. The one at the  center of the BL Lacertae galaxy is devouring so  

だいたいの銀河の中心には 超大質量ブラックホールが存在する

much material that it produces jets of plasma  accelerated to nearly the speed of light.  

奴らはモンスターだ

If Earth were orbiting this huge body, it would  seem 115 times larger than our Sun in the sky…  

天の川銀河にも、いて座A*という 約400万太陽質量の

and we'd be burnt to a crisp in seconds  by its glowing hot accretion disk.

超大質量ブラックホールがある

At this point black holes become so large that  stars seem ridiculously tiny compared to them.

何も見えない空間をいくつかの星が漂っているため 我々はその存在を知っている

The galaxy Cygnus A has a super massive black hole  with 2.5 billion solar masses and 14.7 billion km  

その信じがたい重さにもかかわらず 半径は太陽の17倍しかない

wide, which would mean that if it took the place  of our Sun, it would swallow all the planets and  

大きさは殆どの巨星よりも小さいが 重さは何百万倍も重い

stretch halfway to the edge of our Solar System.  It is devouring so much mass and material that it  

超大質量ブラックホールは非常に重く 銀河の中心にあるため

churns its disk into a kind of magnetic funnel,  spewing gas out making tremendous radio lobes,  

太陽系における太陽のような存在だと 思っているかもしれない

towering over the galaxy, half a million light  years in diameter. That is 2.5 Milkyways wide.

すべてを軌道上に抑え込むアンカー

Another pretty large Super Massive Black  hole sits in the galaxy Messier 87. It  

だがそれは誤解だ

has 6.5 billion solar masses and was the  first black hole we got an actual photo of.  

太陽が太陽系において 99.86%の質量を占めるのに対し

Or rather of the glowing gas around  the edge of a menacing shadow.  

超大質量ブラックホールは銀河の たった0.001%分の質量しかない

This sphere of darkness is so large  that it covers our entire Solar System.

銀河の星々は ブラックホールの重力に縛られておらず

And yet, there is a scale even  above these kinds of objects...

代わりにダークマターの 重力効果によって結びついている

Ultramassive black holes

超大質量ブラックホールの多くは ただの穏やかな巨人ではなく

Now we reach the most massive black holes, perhaps  the largest single bodies that will ever exist.  

銀河内の質量を食べている

These black holes have eaten so much that they've  grown to tens of billions of solar masses, their  

とかげ座BL銀河の中心にあるブラックホールは 多くの物質をむさぼり食べることで

gravity the engine for a 'quasar'- an accretion  disk shining brighter than thousands of galaxies  

ほぼ光速まで加速された プラズマジェットを射出している

full of stars. So massive that they deserve a  title of their own - Ultramassive Black Holes.

もし地球が公転していたら 太陽の115倍もの巨体を目にするだろうし

The Ultra Massive Black Hole at the center of  galaxy OJ 287 is 18 billion solar masses. It  

光り輝く降着円盤によって 一瞬で黒焦げにされるだろう

is so big that it has a Super Massive black hole,  nearly forty times larger than sagittarius A star,  

この時点ですでにブラックホールは 星とは比較にならないほど大きく見える

orbiting it! This thing defies imagination  and is really hard to compare to anything.  

はくちょう座A銀河の中心には25億太陽質量 幅147億kmの超大質量ブラックホールがある

It can comfortably fit three Solar  Systems side by side inside of it.

これはもし太陽に取って代わった場合 すべての惑星を余裕で飲み込むくらい大きい

Let us end this insane competition  and get to the king of kings.

あまりに多くの物質を飲み込むため

TON 618, a black hole that we can observe  consuming galaxies worth of matter is  

円盤の一部は漏斗型の磁場を形成し

shining with the brightness of a hundred trillion  stars, visible from 18 billion light years away.  

吐き出されたガスは銀河にそびえ立つ 直径50万光年の電波ローブとなる

It has an incredible 66 billion solar masses.  A black hole so large that it would take light  

天の川銀河系2.5個分の幅だ

a week to reach the singularity after  crossing the event horizon. About 11  

他には M87 銀河の超大質量ブラックホールがある

Solar Systems could sit inside of it side  by side. It may very well be the largest  

65億太陽質量をもち 初めて撮影に成功したブラックホールだ

single body in the universe. But in  reality, it is probably even larger.  

まあ実際に撮影されたのは 影の周りで光り輝くガスだが

Since TON 618 is so far away, we only see  what it looked like 10 billion years ago.

この暗黒の影はあまりに大きく 太陽系をすっぽり覆うほどの大きさだ

In any case, black holes are scary and mysterious  

それでも、上には上がいる

and gigantic. They will be here after everything  else dies, and growing larger and larger.

【極大質量ブラックホール】

So now let us do the trip again. From  the smallest possible black hole,  

ようやく最大のブラックホール おそらく存在する最大の単一体に到達した

all the way up to the largest.

これらのブラックホールはあまりに多くを飲み込み 太陽の数百億倍にも成長した

Let's try something new today,  we can call it: “Behind the Lies”  

その重力はクエーサーの動力源となっている 数千の銀河よりも明るい降着円盤だ

a short behind the scenes bit about the  necessary inaccuracies in this video  

あまりに巨大なので固有の称号を得るにふさわしい 極大質量ブラックホールだ

because it's really not actually possible  to rank black holes like trading cards.

OJ287 銀河の中心には 180億太陽質量をもつブラックホールがある

How so? Well, while we have catalogued  millions of stars, we really only have  

あまりにも巨大であり、いて座A*の40倍も 重いブラックホールが公転しているほどだ

good data on a couple of dozen black holes.  That's because black hole gazing wasn't really  

想像を絶するものであり 何かと比較することすら難しい

a thing until 50 years ago – and technically  still isn't, because we can't see black holes.

太陽系3個をすっぽり並べて収容できる

We can only derive their properties from studying  their gravitational effects on the matter around  

この狂った競争を終わらせるため 王の中の王を紹介しよう

them, like the orbit of stars that come close  to them. This effect depends on the mass of the  

TON618 は銀河一つ分に相当する 物質を消費したブラックホールで

black hole, which we can approximate at  the most basic level with Kepler's Laws.  

恒星数百兆個分の輝きは 180億光年先からでも観測できるほど

But this comes with huge  uncertainties and error bars.  

重さは驚異の660億太陽質量だ

Then we have to convert mass to size  next, which brings new uncertainties.  

あまりにも大きいため

For example, we calculated the radius from the  mass using the Schwarzschild equation which for  

事象の地平線を超えてから 特異点に到着するまで1週間もかかり

the sake of simplicity assumes black holes are  perfectly round and don't spin: a kind of black  

太陽系なら11個ほど並べて置ける

hole that doesn't really exist. The reality is  that physics on these scales is a bit fuzzy.

宇宙で最大の単一体である可能性が高いが

So some of the black holes we talked about  here may be way smaller or way bigger. We  

しかし実際には更に大きいだろう

just don't know for sure. We shimmied around  this problem by comparing different sources  

TON618 は遠く離れているので 我々が見ている姿は100億年前のものだ

with different kinds of values and using  different mass calculations to arrive  

いずれにせよ、ブラックホールは恐ろしく 神秘的であり巨大だ

at a standardized list that allowed us  to be as accurate as humanly possible.  

すべての星が死んだあとも 成長し続けるだろう

You can look at all of this in our source doc. As  a result this script was written with the tears of  

さあ、もう一度見てみよう

experts we drove crazy with our obsession  for the best values they could live with.

最小のブラックホールから 最大のものまで

In this process, tons of stuff  got cut and didn't make it into  

今日は新しいことに挑戦します 「嘘の向こう側」とでも言いましょうか

the final video – but luckily we  found a way to not waste all of it:

この動画で必要だった 不正確さについて説明させてください

We created a lot of black hole merch, spanning the  whole range from somewhat bonkers to more serious.  

というのもトレーディングカードのように ブラックホールをランク付けすることはできません

This way we get to explore a topic  from different angles – and you  

どうして？まあ我々は数多くの 星をカタログ化していますが

get to continue having fun with  black holes after this video ends.

ブラックホールについて十分な データを持っているものは数十しかありません