ブラックホールってなに？
こんにちは！
第一回はブラックホールについて
分かっている限りのことを紹介していきたいと思います。
〜免責事項〜
※このブログの情報は科学者でも何でもない素人が書いているので間違っているかもしれないのでご注意ください！
- そもそもブラックホールとは？
ブラックホールはとても引力が強い天体のことです。
宇宙空間に穴が開いているわけではなく、光さえも出てこれないほど引力が強力なため宇宙に黒い穴（ブラックホール）が開いているように見える天体、
これが「ブラックホール」です。
もう少し詳しく説明すると...
世の中あらゆる物体はある一定の密度を持つと「引力（重力）」が発生し、その物体は周囲のモノを引き付けようとします。
我々が地球に立っていられるのも、地球という密度の高い大きな物体が、地球付近の物質を引き付けようとするから地上に立つことができるのです。
引力から逃れ宇宙空間に脱出するためには速度が必要です。この速度のことを第二宇宙速度または脱出速度と呼びます。
地球の場合、地上から宇宙空間に脱出するためには約 11.2 km/sの速度が必要です。
ブラックホールとは、第二宇宙速度が光速（約30万km/s）を超えてしまうほど強力な引力を持った天体と言えます。
宇宙では光の速さよりも速いものは存在しないと考えられているため、ブラックホールを照らしても光は出てこられず、宇宙空間に穴が開いたように見えてしまうのです。
2.ブラックホールに落ちるとどうなるのか？
ブラックホールは横から見ると上記の図のように見えると考えられます。
宇宙飛行士がブラックホールに吸い込まれていくと、まずは光子球に入ることになります。光子球とは、月が地球の周りをまわっているように、光がブラックホールの周囲を回っている地帯です。
この地帯に達すると、宇宙飛行士は急にとても明るい光にさらされます。
この時、宇宙飛行士は事象の地平面付近を見ると、自分の後ろ姿が目に入ってくる不思議な体験ができると思われます。これは自分の後ろ姿を照らした光が反射し、ブラックホールを一周したあと自分の目に入ってくるため起きる現象です。
また、光子球では、引力によって捻じ曲げられ、出られなくなった光が永遠に周回しているので、宇宙飛行士からは、ブラックホールの反対側にあり本来見えないはずの様々な天体や、過去に存在した天体が見えるとも言われています。
その後宇宙飛行士は事象の地平面を通り過ぎます。
この時宇宙飛行士は自分が事象の地平面を通過したことには気づきません。
しかし、事象の地平面を超えたら最後。脱出のためには光より速いスピードが必要で、光速より速い速度は存在しないため、脱出出来ないのです。
宇宙飛行士は、ブラックホールの反対側の宇宙を見ると宇宙の時間の流れが徐々に速くなっていることに気づくでしょう。
速度が上がると時間がゆっくり進む→周りの景色の時間の流れが長くなる
速度が下がると時間がはやく進む →周りの景色の時間がゆっくり流れる
これは、移動スピードが光速に近づくと、徐々に時間の流れがゆっくりになり、光速に達すると完全に止まってしまうという法則があるためです。
宇宙飛行士は、徐々に落下スピードが上がっていくため、時間の流れが次第にゆっくりになっていきます。
事象の地平面を通過するころには光速に近いスピードに達すると考えられるため、宇宙飛行士視点だと、宇宙の時間の流れが速くなっているように見えるのです。
しかし、宇宙を見ていられるのもつかの間、事象の地平面を通過するにつれて、宇宙は徐々にゆがんで小さくなってき、最終的には穴のようなサイズとなって見えなくなってしまいます。
ここから先は真っ暗な世界です。
事象の地平面を超えてしばらく経つと、宇宙飛行士もいよいよ死が近づいてきます。
通常、天体は近づけば近づくほど引力が大きくなります。
したがって天体に近い物体とそうでない物体では、かかる引力に多少の差が生じます。
ブラックホールは引力がとても強力なため、人間の身長約2m前後であっても、頭の先と足のつま先にかかる引力に大きな差が生じます。
そのため特異点に到達する前に体が引き延ばされてしまうと考えられています。これをスパゲティー化現象と呼びます。
こうして、体を引き延ばされた宇宙飛行士は最終的に原子、微粒子レベルで分解され、ブラックホールの中心である特異点まで落下してくのです。
3.ブラックホールに落下していく人はどのように見えるのか？
ブラックホールの外側から、落下していく宇宙飛行士をみることができたらどう見えるでしょうか？
この場合は単純です。
落下していく宇宙飛行士は、落下スピードがだんだん遅くなっていくように見えます。もちろん本当は、宇宙飛行士の落下スピードは徐々に加速していきます。しかし、速度が上がるため、宇宙飛行士は時間の流れがゆっくりになっていきます。これをブラックホールの外から見ていると宇宙飛行士は時間をかけてゆっくり落ちていくように見えて、事象の地平面に達する頃には、宇宙飛行士はそのままピタっと停止したように見えます。
そのまま赤方偏移により、だんだん赤くなっていき暗闇の中に消えていきます。
ブラックホールについて理解は深まったでしょうか？
興味を持った方はもっと専門家の方が多数Webサイトで解説しているので、そちらも読んでみて下さい！
