Name: ブラックホールの一生 (The Life of a Black Hole)
Uploaded: 2022-05-18T02:51:50.000Z
Duration: 6 min 37 s

Black holes are captivating, both in a literal sense and as a topic of discussion.

ブラックホールは、文字通りの意味でも、話題としても魅力的です。

Everything about them is bizarre and extreme and we’re always discovering something new.

すべてが奇抜で過激なので、いつも新しい発見があります。

But even the most basic facts about black holes are pretty incredible, and it’s possible

しかし、ブラックホールに関する最も基本的な事実でさえ、かなり信じられないことであり、可能性はあるのです。

入門書を持ったことがないんですね。

So today we’re going back to basics and talking about what black holes are, how they

そこで今日は、基本に立ち返って、ブラックホールとは何か、ブラックホールとはどのようなものかをお話しします。

を形成し、どのように死んでいくのか。

So let’s start at square one and define exactly what a black hole is.

では、ブラックホールとは何なのか、その定義から始めましょう。

A black hole is a region in space where the gravitational pull is so strong, anything that

ブラックホールとは、宇宙の中で非常に強い引力を持つ領域のことで、その中にあるあらゆるものは

That includes the fastest thing in the universe, light, and since light can’t come back out

その中には、宇宙で最も速いものである光も含まれており、光は戻ってくることができないので

once it crosses that point of no return known as the event horizon, observers like us on

事象の地平線と呼ばれる戻れない点を超えると、私たちのような観測者は、その地平線の上にいることになります。

外からはブラックホールは見えません。

So you may be wondering how we know they’re there.

では、なぜそこにあることがわかるのか、不思議に思うかもしれません。

We’ve even taken pictures of them, it was in the news and everything.

写真も撮ったし、ニュースにもなったし、いろいろあるんです。

The black hole itself may be invisible, but we can still find them because of the effect

ブラックホール自体は見えなくても、その効果で見つけることができるのです

they have on nearby matter and on light passing close-but-not-too-close.

近傍の物質や、近くを通過する光に影響を与えるのです。

We’ve spotted the radiation given off by superheated matter swirling around them, forming

超高温の物質が放射線を出して、その周りに渦を巻いているのを発見したのです。

降着円盤と呼ばれるものです。

It basically looks like space’s version of the Eye of Sauron.

宇宙版「サウロンの目」のようなイメージです。

We can even see the back side of the accretion disk that would be hidden behind the black

黒い円盤の後ろに隠れてしまう降着円盤の裏側まで見えています。

hole’s shadow if it weren’t for the wild way black holes can alter the path light takes.

もし、ブラックホールが光の通り道を変えるという乱暴な方法がなければ、ブラックホールの影を見ることができます。

According to Einstein’s theory of General Relativity, black holes warp space and time to the extreme

アインシュタインの一般相対性理論によると、ブラックホールは空間と時間を極端に歪めてしまうのです

because they pack an enormous amount of mass into an incredibly small space at the black

というのも、ブラックボックスでは、信じられないほど小さなスペースに膨大な質量を詰め込むからです。

Just how much mass the black hole has determines how far away the event horizon is from the

ブラックホールの質量の大きさによって、事象の地平面からの距離が決まります。

center, a distance called the Schwarzschild radius, and the radius can grow if more matter

この半径はシュヴァルツシルト半径と呼ばれ、さらに物質が増えれば大きくなる。

がブラックホールに落下する。

The Schwarszchild radius is important in another way: it’s also the minimum size an object

シュヴァルツシルト半径は、別の意味でも重要です。

will have to be squeezed down to for gravity to take over and turn it into a black hole.

は、重力に支配されてブラックホールになるために、絞り込まれる必要があります。

Everything has a Schwarzschild radius, you me, the earth, the sun.

すべてのものにはシュヴァルツシルト半径があります、あなたも私も、地球も、太陽も。

To make a star with the mass of the sun into a black hole, you would need to compress it

太陽の質量の星をブラックホールにするには、圧縮する必要があります。

down to a sphere with a radius of less than 3 kilometers.

を半径3キロメートル以下の球体に縮小しました。

If that were to suddenly happen somehow, let’s say via some alien superweapon or something,

それが突然、例えば宇宙人の超兵器か何かで実現するとしたら。

the earth and all the planets wouldn’t be sucked in and compressed into oblivion.

地球やすべての惑星が吸い込まれて圧縮され、忘却の彼方へ行くことはないでしょう。

Remember objects have to be within that Schwarzschild radius for a black hole to devour them, and

ブラックホールが物体を食い尽くすには、そのシュヴァルツシルト半径の中に物体がなければならないことを思い出してください。

as long as we stayed more than 3 kilometers away from our black hole sun that wouldn’t

ブラックホールから3キロメートル以上離れていれば、このようなことはありません。

In fact if the sun were to be replaced with a black hole of 1 solar mass, the orbits of

実際、もし太陽が太陽質量の1倍のブラックホールに置き換わったとしたら、その軌道は

the planets in our solar system wouldn’t change at all.

太陽系の惑星は全く変化しない。

The sudden onset of eternal night would be catastrophic though, so we’d still be doomed,

でも、突然、永遠の夜が始まったら大変なことになりますから、やはり絶望的ですね。

just not in the way you might first assume.

しかし、あなたが最初に想定したような形ではありません。

Ruling out alien superweapons, how do black holes form?

宇宙人の超兵器は除外して、ブラックホールはどのように形成されるのか？

Well it depends on what kind of black hole we’re talking about.

まあ、どんな種類のブラックホールなのかにもよりますが。

Stellar mass black holes with masses between 3 to dozens of times that of our sun dot the

太陽の3倍から数十倍の質量を持つ恒星状質量ブラックホールが点在している。

Most often they form when a star of at least 20 solar masses goes supernova, leaving behind

多くの場合、少なくとも20太陽質量の星が超新星爆発を起こし、その後に残った

a core that collapses below its Schwarzchild radius under its own weight.

自重でシュワルツチルト半径以下に崩壊するコア。

Supermassive black holes are anywhere from 100,000 to billions of solar masses and we

超大質量ブラックホールは、10万から数十億太陽質量の大きさで、我々は

think they’re found at the center of most large galaxies, if not all of them.

は、すべてとは言わないまでも、ほとんどの大きな銀河の中心に存在していると思います。

The famous photo of a black hole is a supermassive black hole in the galaxy Messier 87.

ブラックホールの写真で有名なのは、銀河系メシエ87にある超巨大ブラックホールです。

How they form is still a mystery but we think they get their start around when their galaxies

どのように形成されるかはまだ謎ですが、銀河が形成される頃にスタートすると考えられています。

Obviously there’s a huge gap in size between stellar mass and supermassive black holes,

恒星の質量と超巨大ブラックホールの大きさには、明らかに大きな隔たりがあるのです。

so scientists have long predicted the existence of intermediate black holes and we’ve just

そのため、科学者たちは長い間、中間ブラックホールの存在を予言してきました。

started to spot our first candidates recently.

は、最近、最初の候補者を見つけ始めました。

There’s also the possibility that black holes smaller than stellar masses were created

また、恒星質量よりも小さなブラックホールが作られた可能性もあります。

Some speculative theories even suggest black holes could be as tiny as the subatomic scale,

ブラックホールは素粒子のように小さいとする説もある。

であり、存在そのものを粉砕することができる

from collisions inside particle accelerators.

We haven’t seen any evidence of those yet, but if we did, don't fret.

まだそのような証拠はありませんが、もしあったとしても、心配は要りません。

Remember again that just because something’s a black hole doesn’t automatically turn

ブラックホールだからといって、自動的にそのような状態になるわけではないことを、もう一度よく覚えておいてください。

it into an unstoppable planet-crushing vacuum cleaner.

地球を破壊する掃除機に変身させます。

It would need to get close enough to you for it to be a threat, and because of how black

脅威となるには十分な距離まで近づく必要があり、また、黒いので

holes die, microscopic black holes will never get the chance to expand to a dangerous size.

が死んでしまうと、ミクロのブラックホールは危険なサイズに膨張する機会がなくなってしまうのです。

We think black holes decay by giving off something called Hawking radiation.

ブラックホールは、ホーキング放射というものを出して崩壊すると考えています。

The oversimplified explanation goes that virtual particles are constantly popping into existence

単純化すると、仮想粒子が常に出現していることになります。

in the vacuum of space and usually they come together and cancel each other out, but if

は、真空の宇宙空間で、通常は一緒になって打ち消しあっていますが、もし

a pair forms straddling an event horizon, one will escape while the other will fall

跨ぐと片方は逃げ、もう片方は落ちる

in and the process shrinks the black hole until it is no more.

で、その過程でブラックホールがなくなるまで縮小していきます。

Physicist Stephen Hawking predicted the existence of this radiation and also showed that the

物理学者のスティーブン・ホーキングは、この放射線の存在を予言し、さらに

smaller a black hole is, the faster its rate of decay.

ブラックホールが小さいほど、その崩壊速度は速くなる。

That means a microscopic one made from particle collisions would have an unfathomably short

つまり、粒子の衝突で作られた微小なものは底知れぬ短さを持つことになる。

lifespan of around 10 to the -27 seconds.

Much too short to balloon to a dangerous size.

危険なサイズに膨らむには、あまりにも短すぎる。

That’s a bit of a relief, but by the same token, this also means that supermassive black

これは少し安心ですが、同時にこれは、超巨大ブラックホールが

holes will be around for a very long time, many orders of magnitude longer than

の何倍も長い間、存在し続けるでしょう。

現在の宇宙の年齢を表しています。

Still it’s not like we’ll come dangerously close to one of those in our lifetimes.

それでも、私たちが生きている間に、そのような危険な状態になることはないでしょう。

So really the only thing about black holes you won’t be able to escape is us talking about

だから、ブラックホールから逃れられないのは、私たちが話していることだけなんです。

them on this channel, and since you’ve watched this video, you’ll be up to speed when we

このビデオをご覧になった方は、私たちがこのチャンネルを立ち上げた時に、すぐに

If you can't wait to learn more, we've got a whole  playlist ready for you.

早く知りたいという方には、全プレイリストをご用意しています。

それに吸い寄せられるように行くのがいい。

And also let us know if  this video gave you some new insight or

また、このビデオで何か新しい知見を得たかどうか、教えてください。

if your mind was already crammed full of black-hole knowledge, because

もし、あなたの頭の中に、すでにブラックホールの知識が詰め込まれていたら

we'd like to do more back-to-basics explainers.

もっと基本に忠実な解説をしたいと思います。

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