ゼロからわかるブラックホール ——時空を歪める暗黒天体が吸い込み、輝き、噴出するメカニズム

書籍情報

【ブルーバックス】
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著 者:
大須賀健
出版社:
講談社
出版年:
2011年6月
定 価:
本体940円+税

「光さえも脱出できない暗黒天体」ブラックホールを、「誰にでもわかるように解説」しようと試みた入門書

アインシュタインの一般相対性理論は、「無限に物質を吸い込む時空の裂け目、光さえも脱出できない暗黒天体、〝ブラックホール〟」を予言していた。本書は、この「おそるべき天体」ブラックホールを、「誰にでもわかるように解説」することを試みた入門書。

本書の特色は「はじめに」でこう述べられている。「本書の特色はブラックホール研究の黎明期から最新の理論までを、重要な物理を省くことなく、しかも誰にでもわかるように解説しているところにあります」と。

「誰にでもわかるように解説」するために、2通りの説明を用意するという工夫がみられる。まず、「かなりかみくだいた方法で」説明し、次に「もう少し正確に」説明するという方法だ。

たとえば、「ブラックホールはなぜ暗黒か?」の解説では、まず脱出速度を用いて説明し(第1章で)、そのあとで一般相対性理論に基づいて説明している(第2章で)。他にも、「電子の縮退圧」の解説など、2通りの説明を用いている箇所が随所にみられる。

上記の「電子の縮退圧」は、第3章の「星の進化」の解説で登場する。恒星の質量により、その末路が、「白色矮星」「中性子星」「ブラックホール」のどれになるかが変わってくる。白色矮星を理解するために必要な知識が「電子の縮退圧」だ。「重要な物理を省くことなく」という著者の言葉通り、難しい物理も省かず解説している。

第4章と第5章は、超巨大ブラックホールにまつわる話題。「およそすべての銀河の中心部に超巨大ブラックホールが存在する」という。この超巨大ブラックホールはどのように形成されるのだろか? 専門家の間でも熱い議論が交わされているという。本書では、ブラックホール同士が合体する説と、ガスの吸い込み説が紹介されている。とくに後者の解説がメインとなる。

ガスの吸い込み説において重要なのが、ブラックホールがガスを吸い込む際に「エディントン限界」を超えられるかどうかなのだが、このエディントン限界を超えることができるガス円盤「超臨界円盤」が実現可能であることをコンピュータ・シミュレーションで示したのが、著者らのグループ。ガス円盤については、第6章と第7章でさらに詳細に解説される。

第8章は「ブラックホール・ジェット」と「円盤風」について、第9章は「ホーキング放射とブラックホールの蒸発」について、第10章はブラックホールの見え方や観測の話題。

ひとこと

各章末には「まとめ」がある。本書の良さの一つは、難しい物理を省くのではなく、わかりやすい丁寧な解説で伝えようとしているところ。ブラックホールの入門書としておすすめ。

初投稿日:2015年04月15日

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