Name: 銀河を殺すブラックホール - クエーサー (The Black Hole That Kills Galaxies - Quasars)
Uploaded: 2024-12-02T13:42:47.000Z
Duration: 10 min 50 s

The universe looks like a vast, empty ocean sprinkled with rare islands of galaxies.

宇宙は広大な空っぽの海に、銀河の島が点在しているように見える。

Just a small fraction of all atoms are found in galaxies, while the rest is thought to be drifting in between, in the intergalactic medium.

全原子のごく一部が銀河の中に存在し、残りは銀河間媒質の中を漂っていると考えられている。

Like the roots of some massive tree, gas spreads out from each galaxy, gravity funneling fresh mass into this dense, cosmic forest.

巨大な樹木の根のように、それぞれの銀河からガスが広がり、重力によって新鮮な質量がこの鬱蒼とした宇宙の森に注ぎ込まれる。

Here, in the intergalactic medium, are the raw materials of creation.

ここに、銀河系間の媒体に、創造の原材料がある。

Hydrogen and helium, woven into sheets and filaments that flow into galaxies where they eventually create stars.

水素とヘリウムはシートやフィラメントに織り込まれ、銀河へと流れ込み、やがて星を生み出す。

But if we look closely, we see who's actually in charge.

しかし、よく見れば、誰が実際に責任者なのかがわかる。

Quasars, the single most powerful objects in existence.

クエーサーは、現存する最も強力な天体である。

As small as a grain of sand compared to the Amazon River, they reside in the centers of some galaxies, shining with the power of a trillion stars, blasting out huge jets of matter, completely reshaping the cosmos around them.

アマゾン川に比べれば砂粒ほど小さいが、いくつかの銀河の中心に存在し、1兆個の星のパワーで輝き、巨大な物質ジェットを吹き出し、周囲の宇宙を完全に再構築する。

They're so powerful that they can kill a galaxy.

銀河系を滅ぼすほどの力を持っている。

What are they, and how do they mold the structure of the universe at their whim?

彼らは何なのか、そしてどのようにして宇宙の構造を気の向くままに形作っているのか？

Everywhere you look, weird things in the sky.

どこを見ても、空には奇妙なものがある。

In the 1950s, astronomers noticed mysterious loud radio waves coming from spots all over the sky.

1950年代、天文学者たちは空中のあちこちから謎の大音量の電波が出ていることに気づいた。

They were named quasi-stellar radio sources, or quasars, because they were dots like stars, but were seen in radio waves rather than visible light.

それらは星のような点であるが、可視光ではなく電波で見えることから、準恒星状電波源（クエーサー）と名付けられた。

Some flickered, others emitted high-energy X-rays in addition to radio waves, but all seemed to be tiny.

あるものは明滅し、あるものは電波に加えて高エネルギーのX線を発していたが、どれも小さなものだったようだ。

They all moved extremely fast, as much as over 30% the speed of light.

光の速さの30％以上にもなる。

The only explanation was that they must have been so distant that their apparent speed was actually the expansion of the universe moving them away from us.

唯一の説明は、それらは非常に遠くにあったに違いなく、その見かけの速度は、実際には宇宙の膨張がそれらを我々から遠ざけているのだということだった。

But these enormous distances meant that quasars couldn't just be stars, but the active cores of galaxies billions of light-years away.

しかし、クェーサーが単なる星ではなく、何十億光年も離れた銀河の中心核であることを意味していた。

To appear so bright and loud, given these vast distances, they are thousands of times brighter than the entire Milky Way.

天の川全体よりも何千倍も明るいのだ。

Monsters exploding and screaming into the void with a violence not thought possible before.

モンスターたちは、以前には考えられなかったような暴力性をもって、虚空に向かって爆発し、叫び声を上げる。

As we mapped the sky, we discovered over a million quasars.

空をマッピングしていくうちに、100万個以上のクェーサーを発見した。

そして、みんなとても遠くにいるように見えた。

Looking into space far away means very long ago, because light takes so long to reach us.

光は私たちに届くまでにとても時間がかかるからだ。

Quasars were common in the early universe, having peaked in number 10 billion years ago, when galaxies and the universe itself were still very young.

クエーサーは宇宙初期によく見られ、その数は100億年前、銀河や宇宙そのものがまだ非常に若かったころにピークを迎えた。

Let's go back in time, just 3 billion years after the Big Bang, and see what was going on back then.

ビッグバンからわずか30億年後にさかのぼり、当時何が起こっていたかを見てみよう。

How could an early baby galaxy be so incredibly bright and violent?

初期の赤ん坊の銀河系が、どうしてこんなにも明るくて暴力的なのだろう？

All that light and radiation couldn't be stars, as there weren't nearly enough of them.

光と放射線のすべてが星であるはずがない。

And since galaxies tend to grow with time by emerging, the starlight from small galaxies shouldn't be far brighter than any galaxy today.

また、銀河は時間とともに成長する傾向があるため、小さな銀河からの星の光は、現在の銀河よりもはるかに明るいということはないはずだ。

There's only one way to generate the vast amounts of energy a quasar shines with.

クェーサーが放つ膨大なエネルギーを生み出す方法はひとつしかない。

超大質量ブラックホールに餌を与える

We still don't know how exactly they formed, but it seems that every galaxy has one in their center.

どのように形成されたかはまだ分かっていないが、どの銀河系にも中心に1つはあるようだ。

But how can the brightest things in the universe be black holes, which trap anything and everything that crosses their event horizon?

しかし、どうして宇宙で最も明るいものがブラックホールなのだろうか。ブラックホールは、事象の地平線を横切るあらゆるものを閉じ込めてしまう。

Well, the light of a quasar is not coming from inside these black holes.

クェーサーの光はブラックホールの中から出ているのではない。

Rather, it comes from the space around them, a massive orbiting disk of gas called an attrition disk.

むしろ、その周りの宇宙空間、すなわちアトリション・ディスクと呼ばれる巨大なガスの周回円盤から来るのだ。

Quasars use the same fuel as stars to shine.

クエーサーは星と同じ燃料を使って輝いている。

It's just that black holes are the most efficient engines for converting matter into energy in the universe.

ブラックホールは宇宙で最も効率よく物質をエネルギーに変換するエンジンなのだ。

The energy released by matter falling into a black hole can be 60 times greater than that released by nuclear fusion in the core of a star, because the energy released by a black hole comes from gravity, not from nuclear reactions.

ブラックホールに落ちる物質が放出するエネルギーは、星の核融合が放出するエネルギーの60倍にもなる。

Matter falling into a black hole speeds up to almost the speed of light before it crosses the event horizon, buzzing with an incredible amount of kinetic energy.

ブラックホールに落下する物質は、事象の地平線を横切る前にほぼ光速までスピードアップし、信じられないほどの運動エネルギーでざわめく。

Of course, once inside the black hole, it takes that energy with it.

もちろん、ブラックホールの中に入ってしまえば、そのエネルギーも一緒に持っていかれる。

You only get to witness this energy if you drop your matter in the right way.

このエネルギーを目の当たりにすることができるのは、正しい方法で物質を落としたときだけだ。

Fall straight down, and the outside universe gets nothing.

まっすぐ落ちれば、外の宇宙は何も得られない。

But when you have a lot of matter, it spirals in incredibly fast towards the event horizon, forming a disk.

しかし、物質がたくさんあると、事象の地平面に向かってものすごい速さで渦巻き、円盤が形成される。

Collisions between particles and friction heat it up to hundreds of thousands of degrees.

粒子同士の衝突や摩擦によって、数十万度まで加熱される。

In a space not much bigger than our solar system, the core of a galaxy can release many times more energy than all its stars combined.

私たちの太陽系とさほど変わらない大きさの空間で、銀河の核は、そのすべての星を合わせたものの何倍ものエネルギーを放出することができる。

A supermassive black hole having a feast.

ごちそうを食べる超巨大ブラックホール。

そしてブラックホールはたくさん食べる。

Typical quasars consume one to a hundred Earth masses of gas per minute.

典型的なクエーサーは、1分間に1～100地球質量のガスを消費する。

Ten billion years ago, the universe was about a third of its current size, so the intergalactic medium was much less spread out, meaning the filaments of gas around quasars could feed them a banquet, making them vomit insane amounts of light and radiation.

100億年前の宇宙は現在の3分の1ほどの大きさだったので、銀河間媒質の広がりははるかに小さく、クエーサーの周りにあるガスのフィラメントがクエーサーに宴会をさせることができ、非常識な量の光と放射線を吐き出させることができた。

The brightest quasars power jets, tangling the magnetic field of the matter around them into a narrow cone.

最も明るいクエーサーはジェットを発生させ、周囲の物質の磁場を狭い円錐状に絡め取る。

Like a particle accelerator, they launch enormous beams of matter out, plowing through the circumgalactic medium, forming plumes of matter that grow to hundreds of thousands of light-years in size.

粒子加速器のように、巨大な物質ビームを発射し、銀河系内の媒質を突っ切って、数十万光年の大きさにまで成長する物質のプルームを形成する。

そのスケールは計り知れない。

A tiny spot in a galaxy carving out patches of the universe hundreds of thousands of light-years long.

何十万光年もの長さの宇宙のパッチを切り開いている銀河の中の小さな点。

But quasars can't eat for long, maybe a few million years, because their feast ultimately kills their galaxy.

しかし、クェーサーは長くは食べられない。数百万年かもしれないが、そのごちそうは最終的に銀河系を殺してしまうからだ。

Okay, maybe killing is a bit of an exaggeration.

まあ、殺すというのは少し大げさかもしれない。

A galaxy is still there after its quasar turns off, but it will never be the same again.

銀河はクェーサーが消えた後もそこに存在するが、二度と元には戻らない。

Quasars, being among the hottest and brightest things in the universe, break their galaxies by heating them up too much and stopping star formation.

クエーサーは、宇宙で最も熱く明るいもののひとつであり、銀河を加熱しすぎて星形成を停止させ、銀河を壊してしまう。

Stars are gas that collapsed in on itself and then got really hot.

恒星は、それ自体が崩壊して高温になったガスだ。

But in a cloud of gas that's already hot, atoms are moving quickly.

しかし、すでに高温になっているガスの雲の中では、原子は素早く動いている。

When they collide, they hit hard, exerting pressure that resists gravity's squeeze.

衝突すると、重力に逆らう圧力がかかり、激しくぶつかり合う。

だから高温のガスが星を形成することはない。

Instead, the best gas for forming stars is already cold and won't put up a fight when it's time to collapse into a star.

そのかわり、星を形成するのに最適なガスはすでに冷えていて、崩壊して星になるときに抵抗することはない。

On top of that, quasars push gas out of their galaxies.

その上、クエーサーは銀河からガスを押し出している。

Not only does this starve the quasar, but its galaxy loses the raw materials for new stars.

これはクェーサーを飢えさせるだけでなく、その銀河系が新しい星の原料を失うことにもなる。

As sad as this sounds, it might be a good thing for life.

悲しいことだが、人生にとっては良いことかもしれない。

The alternative can be far more dangerous. Too many stars.

代替案ははるかに危険である。星が多すぎる。

New stars forming is usually followed by massive stars exploding in supernovae, so planets would be burned sterile.

新しい星の形成は通常、大質量星が超新星爆発を起こすことで行われる。

しかし、もちろん、もっと複雑だ。

Like the intricacies of our own planet's biosphere, every piece of the galaxy is dependent on and influencing every other part of the galactic environment.

私たちの惑星の生物圏が複雑に入り組んでいるように、銀河系のあらゆる部分は、銀河系環境の他のあらゆる部分に依存し、影響を及ぼしている。

While hot things like quasars and supernovae tend to push gas out of the galaxy, shockwaves and quasar jets can also compress gas, making new stars at least for a short time.

クエーサーや超新星のような高温のものは銀河系からガスを押し出す傾向があるが、衝撃波やクエーサージェットもガスを圧縮し、少なくとも短期間は新しい星を作ることができる。

But in general, we can say that without things becoming a bit more chill, we would not exist today.

しかし、一般的に言えることは、物事がもう少し冷静にならなければ、今日の私たちは存在しなかったということだ。

Did the Milky Way have a quasar in the past?

天の川銀河には過去にクェーサーが存在したのか？

It's unclear if every galaxy went through a quasar phase, but understanding distant quasars may provide clues to the history of the Milky Way.

すべての銀河がクェーサー期を経験したかどうかは不明だが、遠方のクェーサーを理解することで、天の川の歴史を知る手がかりが得られるかもしれない。

Galaxies don't do a good job of preserving their history.

銀河は自分たちの歴史を保存するのが上手ではない。

Like sand on a beach, the endless churning mixes away the clues to their past.

砂浜の砂のように、果てしなく続く攪拌が、彼らの過去を知る手がかりを遠ざけていく。

It's possible the Milky Way was once a quasar, which may have allowed our supermassive black hole Sagittarius A star to have grown to 4 million times the mass of the Sun.

天の川銀河がかつてクェーサーであった可能性があり、それによって超巨大ブラックホールであるいて座A星が太陽の400万倍の質量にまで成長したのかもしれない。

And as dormant as it is now, Sagittarius A star could turn into a quasar in the future.

いて座A星は現在休眠中だが、将来クエーサーになる可能性がある。

In a few billion years, the Milky Way will merge with Andromeda.

数十億年後、天の川銀河はアンドロメダ銀河と合体する。

We've seen over a hundred double quasars in galaxies smashing together, where fresh gas is provided for the central black holes.

私たちは、銀河同士がぶつかり合って、中心部のブラックホールに新鮮なガスが供給されている二重クエーサーを100個以上見てきた。

だが、それも長くは続かないだろう。

When galaxies merge, so do their supermassive black holes, sinking into the center of their new galaxy, kicking up dust and stars in every direction.

銀河が合体するとき、その超大質量ブラックホールは新しい銀河の中心に沈み込み、あらゆる方向に塵や星を巻き上げる。

We don't know whether this will happen, but it would truly be an incredible sight.

実現するかどうかはわからないが、本当に信じられない光景だろう。

Maybe some beings in the far future are going to witness it and be in awe of what they see.

もしかしたら、遠い未来にそれを目撃し、畏敬の念を抱く存在が出てくるかもしれない。

でも、そんなに長く待つ必要はない。

There are already plenty of fascinating things to explore, right here on this planet, right now, if you have the knowledge to understand them.

それを理解する知識さえあれば、今、この地球上に、探検すべき魅力的なものがすでにたくさんある。

To help you with that, we've created a series of lessons to take your scientific knowledge to the next level.

そのお手伝いをするために、私たちは科学的知識を次のレベルに引き上げるための一連のレッスンをご用意しました。

Made in collaboration with our friends at Brilliant.org, these lessons give you a deeper understanding of the topics from our most popular videos, from rabies and mammalian metabolism to climate science.

Brilliant.orgの友人とのコラボレーションによるこのレッスンでは、狂犬病や哺乳類の代謝から気候科学まで、最も人気のあるビデオのトピックをより深く理解することができます。

There's also a lesson on black holes, where you can delve into the fundamental principles behind their formation and behavior.

また、ブラックホールのレッスンもあり、その形成と振る舞いの背後にある基本原理を掘り下げることができる。

A deeper understanding will also help you appreciate their role in powering the quasars we talked about in this video.

理解を深めれば、このビデオで話したクエーサーの動力源としての役割も理解できるだろう。

Brilliant is an interactive learning tool that makes maths, science, and computer science accessible with a hands-on approach.

ブリリアントは、数学、科学、コンピューターサイエンスを体験型のアプローチで身近なものにするインタラクティブな学習ツールです。

Because we know that to really learn something, you've got to do it.

何かを本当に学ぶには、それを実行しなければならないことを知っているからだ。

Think of each lesson as a one-on-one tutoring version of a Kurzgesagt video.

各レッスンは、Kurzgesagtのビデオのマンツーマン指導バージョンだと思ってください。

Brilliant has thousands of other lessons to explore as well.

ブリリアントには、他にも何千ものレッスンがある。

From maths-based topics like algebra and probability to courses around programming and data science.

代数や確率のような数学ベースのトピックから、プログラミングやデータサイエンスに関するコースまで。

Their latest course, How Technology Works, takes you inside the technology you use every day.

彼らの最新コース「How Technology Works」は、あなたが毎日使っているテクノロジーの内部を紹介する。

You'll walk in the footsteps of a hacker to discover why some passwords take decades to crack, explore how satellites in space know that your rideshare driver is just down the street, learn why your favorite Kurzgesagt video might buffer on YouTube, and more.

ハッカーの足跡をたどって、解読に数十年かかるパスワードがある理由を探ったり、宇宙の衛星があなたのライドシェアの運転手がすぐそばにいることを知る方法を探ったり、お気に入りのKurzgesagtのビデオがYouTubeでバッファリングされる理由を学んだり。