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時間が止る場所--ブラックホールとシュワルツシュルトの壁

アインシュタインが一般相対論を発表してすぐ、シュワルツシュルトが物質の回りの重力場を表す解を見つけています[*]。シュバルツシュルトの解は確かに質量が重力を作ることを示していました。さらにわかったことは、質量の近くでは時間の進み具合いが遅くなる、ということでした。これは前の節で考えたように、「下」では時間の進みが遅くなる、ということが計算上ちゃんと出てきたということです。

実際、地球上においても、高いところと低いところでは低いところの方が時間がゆっくり進むことがわかっています。ただし、その差は非常に小さく、原子時計などで一億分の1秒程度が正確に測れるようになるまでは測定ができませんでした。極端な場合として、天体に非常に近い場所では時間が止ってしまいます。この場所をシュワルツシュルトの壁と呼びます。さらにその壁より内側にはいると、二度と出てこれなくなります。ただし、太陽と同じ質量の星の場合でこのような壁が出現するには、半径18.5キロよりも小さくなくてはいけません。

¥epsfbox{NGC4261C.ps}

太陽のような大きなものを18.5キロに圧縮するのはかなりたいへん(というよりほぼ不可能)なので、太陽がブラックホールになることはまずありえません。より大きな星の場合、燃え尽きた後にブラックホールになるだろうと思われています。

ブラックホールと思われる天体も最近いくつかみつかっています。左の写真はある銀河系の中心部を拡大したものです。もちろんブラックホール自体は見えないのですが、回りにある物質が非常に速く自転していることや、そこから来る光の振動数が通常考えられるよりも遅いことなどから、ブラックホールであることが確実と思われています。

我々の銀河の中心にも、このような巨大なブラックホールがあるに違いないと言われています。



Masahiro Maeno 平成14年3月15日