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ブラックホールの最初の写真は、アインシュタインの理論をサポートしています

ブラックホールの最初の写真は、アインシュタインの理論をサポートしています

First photo of a black hole supports Einstein's theory of relativity

https://edition.cnn.com/2020/10/02/world/einstein-black-hole-shadow-scn-trnd/index.html

社畜
こんにちは!毎日ニュースブログの社畜です!本日はブラックホールの写真についてのニュースを紹介します

 

ブラックホールの影の大きさを見ると、一般相対性理論からのズレを修正できる

2019年に撮影されたブラックホールの最初の画像は、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論を支持出来ることを明らかにしました。新しい発見は、彼の理論が今や昔に比べて500倍打ち負かしにくい理論(相対性理論をサポートし、精度を500倍上げるものが発見された。それはブラックホールの影のサイズ)であることを示しています。

アインシュタインの理論、つまり重力は時空を歪める物質であるという考えは、100年もの間続いてきました。

昨年M87銀河の中央のブラックホールを画像化したチームであるイベントホライズン望遠鏡コラボレーションの研究者は、ブラックホールの「影」を分析しました。
ブラックホールは、光が通過するのを妨げる固体ではないため、通常の意味では影を落としません。

 

代わりに、ブラックホールは光と少し異なる方法で相互作用し、影を生み出します。ブラックホールは光をそれ自体に引き寄せることができ、光はブラックホールの内側から逃げることはできませんが、ブラックホールの一定のスペースからなら逃げることが出来ます。この中間のスペースは影のように見えることがあります。

ブラックホールは時空を曲げる巨大な重力を持っているので、実際にはブラックホールの影を実際よりも大きく見せるための拡大鏡のように機能し、大きな影らしきものが観測されます。

研究チームはこの歪みを測定し、このブラックホールの影のサイズが相対性理論、つまり重力が時空を歪める理論と関係することを発見しました。
この研究は、「Physical Review Letters」というジャーナルに発表されました。

 

ニュージャージー研究所のポスドクであるリア・メデイロス氏は、次のように述べています。

「これは始まりに過ぎません。ブラックホールの画像を使用して重力理論をテストできることが分かりました。このテストは、私たち自身の銀河の中心にあるブラックホールを画像化し、将来、望遠鏡を使用して観測を行うと、さらに強力な裏付けになります」

この研究のブラックホールは太陽の65億倍の大きさです。(この時点で意味わからないサイズですね)地球上の重力波検出器は太陽の5倍から数10倍の質量のブラックホールを監視しています。
この範囲は、ブラックホールの特性、目に見える側面とそれらの目に見えない構造の両方の理解を深めるのに役立ちます。

「私たちが開発したゲージを使用して、M87銀河で測定されたブラックホールの影のサイズのデータから、アインシュタインの一般相対性理論のずれのバラツキをほぼ500倍狭めることを示しました」アリゾナ大学の天体物理学教授であるフェリアル・オゼル氏は声明の中で述べています。

 

研究者たちは、ブラックホールの画像を使用して重力の理論をテストできることを知ったので、将来の可能性が広がったとしています。

「重力波の観測とともに、これはブラックホール天体物理学の新時代の始まりを示しています」と、主任研究著者でアリゾナ大学の天体物理学教授であるディミトリオス・プサルティスは声明の中で述べています。
相対性理論はこれまでのテストに合格(良い結果を示した)しましたが、それが天体物理学の対象と一致し続けるかどうかを確認するために、さらなる研究が必要です。
「初めて、これまでより500倍精度のあるテストを実行できるゲージ(指標・測定器)ができました。そのゲージはブラックホールの影のサイズです。銀河の中心にあるブラックホールの画像を取得すると、一般相対性理論からのズレを抑えることができます」とオゼル氏は述べています。

 

終わりに

私は天体関係は専門ではないので、そのスケールの違いに驚くばかりです。太陽の65億倍の大きさのブラックホールってなんだよって感じです。

とはいえ、仮定を積み上げた理論が少しづつ証明されていくのは、とても気持ちいいものです。今回、ブラックホールの影を使えば、一般相対性理論のバラツキを小さくできるという研究でしたが、これがどのくらいの範囲で適用できるのかは今後の研究で検証とされています。

結局、地道な研究で「実証」されることが正解で、相対性理論のような難しい理論も、少しづつ証明されていくことが出来始めたということです。次の100年後は、「事実」として当たり前に使われているような未来になるかも知れません。

 

それでは、本日も最後まで読んで下さり、ありがとうございました。

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