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ブラックホールが時空を歪めた証拠、裏側からの光を観測

光の筋で示された物質がブラックホールに流れ込む様子を描いたイラスト。ブラックホールの上部の白い球がコロナを示している。

物質がブラックホールに流れ込む様子を描いたイラスト。ブラックホールの上部の白い球がコロナを示している。

NASA/JPL-Caltech

  • ブラックホールの裏側からの光が初めて観測された。
  • ブラックホールがその裏側で発生したX線のフレア現象の光を歪めたため、地球から観測できた。
  • これは、ブラックホールのような巨大な物体が時空を歪めるというアインシュタインの理論を裏付けるものだ。

ブラックホールの背後からの光が初めて観測された。

いかなる光もブラックホールを通過してその反対側に出てくることはない。そのためこの発見は、ブラックホールや中性子星などの巨大な物体が空間を歪めるというアインシュタインの理論を裏付けるものになった。地球から8億光年の距離にあるこのブラックホールは、空間をあまりにも大きく歪めているため、その背後で発生したX線のフレア現象を地球から観測することができたというわけだ。

「ブラックホールに入った光が出てくることはないので、その背後にあるものは本来見えないはずだ」と、スタンフォード大学カヴリ素粒子宇宙論研究所のダン・ウィルキンス(Dan Wilkins)研究員は、プレスリリースで述べている。

「それが見えるのは、ブラックホールが空間を歪め、光を曲げ、周辺の磁場をねじ曲げているからだ」

渦巻く磁場の様子を捉えたM87超大質量ブラックホールの偏光画像。

渦巻く磁場の様子を捉えたM87超大質量ブラックホールの偏光画像。

EHT Collaboration

アインシュタインの一般相対性理論によると、時空は巨大な物体によって歪められる。時空とは平坦に続くものではなく、巨大な物体の周りで歪み、その歪んだ軌道に沿って他の物体が流れていく。それが重力であるとアインシュタインは述べている。

重力によって惑星が恒星の周りを回るのと同じように、太陽の何十億倍もの質量を持つブラックホールのような物体の周りでは、光も同じように歪んだ軌道を通るはずだ。だがこれまで、ブラックホールがその背後の光を歪める様子が観測されたことはなかった。

質量のある物体の周りでは時空が歪む。

質量のある物体の周りでは時空が歪む。

NASA

ウィルキンスらは、ブラックホールが時空を歪める例を見つけようとしていたわけではなく、ブラックホールをX線望遠鏡で観測し、コロナを調べていた。コロナはブラックホールの計り知れないほどの重力によって10億度もの高温に加熱された電子の領域のことだ。

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