They're a place where the known laws of physics seem to break down; it's basically an area of total mystery.

物理法則が破綻しているような場所であり、基本的には全く謎の多い領域です。

Scientists are mostly baffled by them, but black holes seem to be an essential part of most galaxies.

しかし、ブラックホールはほとんどの銀河に不可欠な存在であるようです。

And unlocking their secrets could be the key to understanding the very fabric of our universe.

そして、その秘密を解き明かすことが、宇宙の構造を理解する鍵になるかもしれないのです。

So, what do we know about black holes?

では、ブラックホールについて、私たちは何を知っているのでしょうか？

Scientists have long predicted black holes as a theoretical possibility.

科学者たちは長い間、ブラックホールを理論的な可能性として予測してきた。

For most of the 20th century, they assumed they must exist.

20世紀の大半の間、彼らはそれが存在するはずだと考えていました。

But it wasn't until near the end of that century that they developed the methods to properly detect them.

しかし、それを適切に検出する方法が開発されたのは、その世紀の終わり近くになってからでした。

Then, in 2019, a global research group made a huge leap forward⏤the first-ever image of a black hole.

そして2019年、世界的な研究グループが大躍進⏤ブラックホールの史上初画像を公開しました。

Finally, after years of wondering, here was direct evidence that they do exist.

何年も迷っていたのですが、ついに実在することが直接証明されました。

Admittedly, that image is a little less dramatic than the fiery tornado-like vacuums we see in films.

確かにそのイメージは、映画で見るような竜巻のような激しい空気に比べると、少しドラマチックさに欠けていました。

Scientists are getting ever more details about these weird cosmic objects; they've even discovered what they sound like.

科学者たちは、この奇妙な宇宙物体について、より詳細な情報を得つつあり、その音まで発見しています。

But with still so much we don't understand about them, let's start with what we do know.

しかし、まだまだ分からないことが多いので、まずは分かっていることから始めましょう。

A black hole is a region of space that is so dense, there's so much gravity that nothing⏤not even light⏤can escape.

ブラックホールとは、空間が非常に密で、重力が大きく、何も⏤光さえも⏤逃がすことができない領域です。

We know there are several types.

いくつかの種類があることが分かっています。

First, there are stellar black holes.

まず、恒星状のブラックホールです。

They're formed when a massive star implodes and its outer layers explode in a supernova.

大質量星が崩壊し、その外層が超新星爆発を起こしたときに形成されます。

We see these supernovas all the time.

このような超新星はよく見かけます。

They're some of the brightest objects in the universe; sometimes, a supernova can be brighter than the entire galaxy.

超新星は宇宙で最も明るい天体の一つであり、時には銀河系全体よりも明るく輝くこともあるのです。

That's its inside.

それがその内部です。

If the star is big enough, the remains of its core will collapse into an infinitely tiny dimensionless point, and a stellar black hole is born.

星が十分に大きければ、その核の残骸は無限に小さな無次元点に崩壊し、恒星ブラックホールが誕生します。

There is so much gravity condensed into that point.

そこには、たくさんの重力が凝縮されています。

We're talking several times the mass of the sun condensed into a point that's smaller than the smallest bit of an atom.

太陽の数倍の質量が、原子の最小単位よりも小さな点に凝縮されているのです。

Imagine it's very dense; it basically rips spacetime at that point, creates a hole, so, it's a point of infinite density.

それは非常に密度が高く、その点で時空を裂き、穴を作り、無限の密度を持つ点になると想像してください。

And that point is known as a singularity.

そして、その点は特異点と呼ばれています。

We know that stellar black holes can have a mass 3 to 20 times greater than that of our sun.

恒星状ブラックホールは、太陽の3倍から20倍の質量を持つことが分かっています。

They sound gigantic, but this is nothing compared to supermassive black holes.

巨大といえば巨大だが、超巨大ブラックホールに比べれば大したことはありません。

These can be millions or even billions of times the mass of the sun.

これらは、太陽の質量の数百万倍から数十億倍にもなります。

No one really knows where they came from initially.

最初はどこから来たのか、誰も本当のところは知りません。

Well, not yet, anyway.

まあ、とにかくまだです。

And it's thought that most galaxies, probably all galaxies, have a supermassive black hole at their center.

そして、ほとんどの銀河、おそらくすべての銀河の中心には、超巨大ブラックホールがあると考えられています。

So, what about the reputation that black holes are cosmic hoovers that suck up anything and everything within reach?

では、ブラックホールは、手の届くところにあるあらゆるものを吸い込む宇宙の掃除屋だという評判はどうでしょう？

We know this isn't entirely true.

私たちは、これが完全な真実ではないことを知っています。

Not everything gets drawn in if it stays far enough away.

離れていれば何でも引き込まれるわけではありません。

But if an object does get too close and it crosses what's known as the "event horizon" around a black hole, it's reached a point of no return.

しかし、もし物体が近づきすぎて、ブラックホールの周りの「事象の地平線」と呼ばれる部分を越えてしまったら、もう戻れないところまで来てしまいます。

It's pulled in towards the center, the singularity where gravity is infinite⏤at least that's the assumption.

重力が無限大になる特異点、つまり中心に向かって引き寄せられるのです。

What's going on in that point to create that much gravity?

あの地点で何が起きていて、あれだけの重力が生まれるのでしょうか？

Well, we know that if you have huge amounts of matter, matter creates gravity,

さて、物質が大量にあれば、物質が重力を生み出すことは分かっていますし、

if you have huge amounts of matter in a single point, there's gonna be lots and lots of density of gravity there.

一点に大量の物質があれば、そこには大量の重力密度が存在することになります。

But that's about it.

でも、そんなもんです。

Singularities are probably the most mysterious thing in physics; they're kind of like a word for something that we just do not understand.

特異点というのは、物理学で最も謎めいたもので、我々が理解していないことを表す言葉みたいなものです。

Despite pop culture depictions where the hero escapes the pull of a black hole,

ポップカルチャーでは、主人公がブラックホールの引力から逃れるという描写がありますが、

in reality, things probably wouldn't end well.

現実には、うまくいかないことも多いでしょう。

So, what happens, people think, is if you got close enough, then each atom will be drawn out one at a time until, essentially, your entire ship⏤and you on it, I'm assuming⏤would be drawn out into a line of atoms, essentially, a piece of spaghetti.

そこで何が起こるかというと、十分に近づけば、それぞれの原子が一度に1つずつ引き出され、基本的には、あなたの船全体、そしてそこにいるあなた自身が、原子の列に引き出されるのです。

Scientists actually call this "spaghettification".

科学者はこれを「スパゲティ化」と呼んでいます。

It's been observed in stars as they cross the event horizon, dragged in by the black hole's unbeatable gravitational attraction.

ブラックホールの強力な引力に引きずられ、事象の地平面を横切る星々が観測されています。

Even light can't escape a black hole.

光でさえもブラックホールから逃れることはできないのです。

This means, by definition, they're invisible.

つまり、定義上、目に見えないということです。

So, how do scientists detect them?

では、科学者はどのようにしてそれを検知しているのでしょうか？

Black holes do have an impact on the space around them.

ブラックホールは、周りの空間に影響を与えます。

They might have gravitational effects on other objects to make them rotate around the black hole.

他の天体に重力効果を与えて、ブラックホールの周りを回転させるかもしれないのです。

It's these telltale signs around a black hole that help identify them.

ブラックホールを見分けるには、このようなブラックホール周辺の徴候を利用するのです。

So, if they go past a star, then they will deform that star because they'll try and pull material away.

ですから、もし星を通り過ぎたら、その星を変形させ、物質を引き離そうとするのです。

In 1971, it was these gravitational effects and radiation that led astronomers to identify a black hole for the first time.

1971年、天文学者はこれらの重力効果や放射線によって、初めてブラックホールを特定したのです。

They determined that X-rays were coming from a bright blue star orbiting a strange dark object.

その結果、X線は奇妙な暗黒天体の周りを回る明るい青い星からのものであることが判明しました。

This radiation showed stellar material was being ripped away from the star and consumed by a black hole they labeled Cygnus X-1.

この放射線は、恒星の物質が星から引き剥がされ、「はくちょう座X-1」と名付けられたブラックホールに飲み込まれていることを示しています。

Spotting patterns of radiation like this is still essential in detecting black holes today.

このような放射のパターンを見つけることは、現在でもブラックホールを発見する上で欠かせないことです。

Around the event horizon, in the many, many billions of miles around the event horizon, gas and dust is very strongly affected by the gravitational effect of the black hole but doesn't get sucked in.

事象の地平線の周囲、何十億マイルも離れたところでは、ガスや塵はブラックホールの重力の影響を非常に強く受けますが、吸い込まれることはありません。

So, it will spin around around the black hole, lots of energy will go into it.

そのため、ブラックホールを中心に回転し、たくさんのエネルギーがそこに流れ込みます。

It might radiate in lots of different colors, including X-rays and Gamma rays, which are the most energetic forms of light.

X線やガンマ線など、さまざまな色で放射している可能性があります。

So, when we look at the images created by the event horizon telescope collaboration, it's the light from the material zooming around the black hole that we see.

ですから、事象の地平線望遠鏡の共同研究で作られた画像を見ると、私たちが見るのは、ブラックホールの周りをズームしている物質からの光なのです。

It matched the models that they'd created of what light would look like if it was surrounding a black hole, but also, then bent by the gravity of the black hole.

それは、彼らが作成した、ブラックホールを取り囲んでいる光がどのように見えるかというモデルと一致し、さらに、ブラックホールの重力によって曲げられていることも分かりました。

In 2022, the event horizon team released their second image, showing the supermassive black hole at the center of our galaxy, The Milky Way.

2022年、事象の地平線チームは2枚目の画像を発表し、我々の銀河系、天の川銀河の中心にある超巨大ブラックホールを映し出しました。

Sagittarius A*, 27,000 light years away.

射手座は、27,000光年の彼方にあります。

If you've ever seen "Interstellar", the film, they have a CGI of a black hole, which was actually physically correct.

"インターステラー"をご覧になった方は、ブラックホールの CGI をご覧になったことがあると思いますが、あれは実際に物理的に正しいものだったんです。

There are other things about that film that aren't quite right about black holes.

あの映画には、他にもブラックホールに関する違和感があるんです。

But the way it looked was actually based on real physics and that's what they saw in these pictures, essentially.

しかし、その見え方は、実は実際の物理学に基づいていて、それがこの写真に写っている、本質的なものなのです。

A very fuzzy version of it, not as high definition as Interstellar, but that's what a black hole would look like.

インターステラーほど高精細ではありませんが、非常にあいまいなバージョンで、ブラックホールはこのように見えるでしょう。

Sagittarius A* appears in the sky as about the same size as a doughnut on the moon, so it looks very, very small.

射手座は、空に浮かぶ月のドーナツと同じくらいの大きさに見えるので、とてもとても小さく見えるのです。

Both images made by the Event Horizon team were groundbreaking, providing solid proof that black holes do exist.

イベントホライゾンチームが撮影した2つの画像は、いずれもブラックホールが実在することを証明する画期的なものでした。

But many mysteries remain, like where does matter swallowed by a black hole really go?

しかし、ブラックホールに飲み込まれた物質が本当にどこへ行くのか、など多くの謎が残されています。

According to general relativity, Albert Einstein's theory of gravitation, nothing can escape a black hole, so everything it consumes is destroyed.

アインシュタインの重力理論である一般相対性理論によれば、ブラックホールからは何も逃げられないので、消費したものはすべて破壊されます。

In 1974, Stephen Hawking theorized that black holes emit a tiny bit of radiation, now known as "Hawking radiation".

1974年、スティーブン・ホーキング博士は、ブラックホールが現在「ホーキング放射」として知られているごくわずかな放射線を発していることを理論的に示しました。

This radiation causes a black hole to gradually lose mass and, after a very, very long time, eventually disappear.

この放射によって、ブラックホールは徐々に質量を失い、非常に長い時間をかけて、やがて消滅します。

It appeared that all the information about what fell in the black hole was lost.

ブラックホールに落ちたものの情報は、すべて失われてしまったようです。

But this clashes with another fundamental of physics: quantum theory.

しかし、これは物理学のもう一つの基本である量子論と衝突してしまいます。

It states that even if an object is transformed or destroyed, its quantum information⏤details of each particle inside an object and how it behaves⏤can never be lost.

これは、物体が変形したり破壊されたりしても、物体の中にある粒子やその振る舞いの詳細な量子情報⏤が失われることはないです。

This disagreement is called the "black hole information paradox".

この意見の相違は「ブラックホール情報のパラドックス」と呼ばれています。

These two big theories of physics don't agree with each other.

この2つの物理学の大きな理論は、お互いに同意していません。

What physicists have been trying to do for decades now is to find ways to connect these theories up, in other words, to find another physical idea which encompasses both of them.

この数十年間、物理学者たちが試みてきたのは、これらの理論を結びつける方法、言い換えれば、両者を包含する別の物理的アイデアを見つけることです。

Physicists could be close to unlocking this mystery, which may require a new theory altogether.

物理学者たちは、この謎を解き明かすために、まったく新しい理論を必要とするかもしれません。

The only way to understand some of the biggest mysteries in the universe about what the universe is made of and where it's going in the future, not to mention where it came from.

宇宙がどこから来たかはもちろん、宇宙が何でできているのか、これからどこへ行くのか、宇宙最大の謎を解明する唯一の方法です。

These are things that you can only understand if you have a more universal rule of physics, which we know we don't have.

これらは、より普遍的な物理法則がなければ理解できないことですが、私たちにはそれがないことが分かっています。

The thing that we're looking for sits in the middle of the black hole.

私たちが探しているものは、ブラックホールの真ん中にあるのです。

So, if you can find out what's in the middle of the black hole, you've solved physics, basically.

つまり、ブラックホールの真ん中に何があるのかがわかれば、基本的に物理学は解決したことになるんです。

Well, maybe not all of physics, but probably some of its most enduring questions.

物理学のすべてではないかもしれませんが、おそらく最も永続的な疑問のいくつかでしょう。

This is why black holes, in all their paradoxical, mind-bending glory, are so important.

だからこそ、ブラックホールは、その逆説的で、心を揺さぶるような輝きを放ちながら、とても重要な存在なのです。

They could help not only further our understanding of the most fundamental rules of physics,

物理学の最も基本的なルールの理解を深めるだけでなく、その応用も期待できますが、

but might be the key to discovering more about other weird, mysterious parts of the universe, including the beginning of it all: the Big Bang.

しかし、ビッグバンをはじめとする宇宙の奇妙で神秘的な部分をさらに発見する鍵になるかもしれないのです。

I'm Alok Jha, science correspondent at "The Economist".

エコノミスト誌の科学特派員、 アロック・ジャーです。

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