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    「超光速運動」について

    私が「超光速運動」とか言い出して、「こいつも終わったか」と思われる方がいらっしゃると思いますが、ブラックホールのジェットについて(4)で紹介した超光速運動(Wikipedia)の意味がやっと分かったので、何時ものように老爺心を発揮して「超光速運動」について説明したいと思います。
    超光速運動(Wikipedia)は数式の部分を端折り過ぎていて何を言っているのか全く分からなかったのですが、Superluminal_motion(Wikipedia)をよく見てやっと分かりました。
    Superluminal_motion#Derivation_of_the_apparent_velocity(Wikipedia)の"Apparent transverse velocity along CB"のβTまではただの幾何学的な計算なので、だれでも何の問題もなく理解出来ると思います。*1
    分かりにくいのは、"The apparent transverse velocity is maximal for angle (0 < β < 1 is used)"からなのですが、最初の∂βT/∂θ..=0の部分は、βT(θ)という関数を考えた場合、∂βT/∂θ=0となるθを求めるとβT(θ)の最大値が得られるという意味で、cosθ=βが最大値が得られるθの条件だという事なので、θmax=arccosβという事になります。*2
    そして、このθmaxを使うとβT(θ)が最大値βmaxT=βγとなり、γ>=1なのでβmaxT=βγ>=βとなるので、θの値によって「超光速運動」をしているように見える場合があるという事だそうです。
    したがって、非相対論的な計算を行うと見かけ上「超光速運動」が存在するように見えるという話だけだったのですが、非相対論的な計算でγが出て来るというのは非常に紛らわしいですね。
    尚、本当に暇がある方は、特殊相対性理論を使って接線速度とθから実際の速度を求める計算式を求めて見てはいかがでしょうか。
    *1 βTは接線速度(天文学辞典)を光速で割ったもので、Wikipedia内ではvT/cです。
    *2 βは接線速度(天文学辞典)の「関連画像」内の空間速度を光速で割ったもので、Wikipedia内ではv/cです。

    ブラックホールに軟着陸するとどうなるのか

    ブラックホールのファイアーウォール理論について(2)の続きとして、物質はブラックホールの内部に入って行けるのかの蒸し返しのような話になりますが、ブラックホールに軟着陸(=事象の地平面に軟着陸)するとどうなるのか説明しておきたいと思います。*1 *2
    古典論的に考えると、ブラックホールに軟着陸した観測者は、宇宙の終わりを見る事が出来るという事になるでしょう。
    この理由は端的に言うと、タイムマシンについての「一般相対性理論のレベルで考えた場合、シュワルツシルト計量の時間に関する項だけに注目するためにdr=dθ=dφ=0とするとds^2=(1-rs/r)(cdt)^2となり、平坦な時空の場合はdx=dy=dz=0とすると、ds^2=(cdt)^2なので、(1-rs/r)(cdt')^2=(cdt)^2とすると、dt'/dt=1/√(1-rs/r)となる」からですが、下のグラフはdt'/dt=(1/√(1-rs/r))を表していて、ブラックホールに落ち込む観測者の立場から見ると、事象の地平面(r=rs)に近づくにつれて無限遠の時間の進み方がとんでもなく早くなる事を表しています。*3
    尚、宇宙の終わりに宇宙が消滅するとすれば、宇宙の終わりが見えた瞬間にブラックホールに軟着陸した観測者も消滅する事になりますが、宇宙の終わりが来てもブラックホールも観測者が存在すると仮定するとつじつまが合わないので、宇宙の終わりに伴って観測者も「終わり」になると考えるしかありません。
    もし宇宙に終わりが無ければ、古典論的に考えれば観測者はいつまでも「終わり」にならない事になりますが、量子論を考慮すると、ブラックホールに軟着陸した観測者はホーキング放射で消滅するので、いつまでも宇宙を見る事は出来ないでしょう。*4
    ホーキング放射を考慮すると、ブラックホールの周りに何もなくても、正のエネルギーの仮想粒子と負のエネルギーの仮想粒子が上から降って来る事になりますが、負のエネルギーの仮想粒子が自分の体に当たったら、その部分は奇麗に消滅してしまうでしょう。
    *1 話を面白おかしくするために、潮汐力や重力が非常に強い場合の物性等については一切考慮していませんので、どうかご容赦ください。
    *2 話を簡単にするためにブラックホールに軟着陸する事にしましたが、物理のぺーじ♥シュバルツシルト解~クルスカル座標~を見ると、自由落下しても無限遠から見ると事象の地平面で永遠に停止するようですので、ブラックホールに軟着陸しても自由落下しても本質的には変わりはないようです。
    *3 dr=0として計算していますので、観測者のロケットは、事象の地平面に対して逆噴射しながらかなりゆっくりと軟着陸するというようにイメージしてください。
    *4 ホーキング放射についてを未だ見ていない人は見てください。
    bhtime2.jpg

    ブラックホールのファイアーウォール理論について(2)

    ブラックホールのファイアーウォール理論についての続きですが、日経サイエンスの時空の終端 ファイアウォールを見るために頑張って連荘で県立図書館に行って来ました。
    この記事を見たところ、細部を記すと日経サイエンスから訴えられるかもしれないので細部を記す事は出来ないですが、ポルチンスキー氏は、ブラックホールにファイアーウォールがあると仮定すると、ブラックホール情報パラドックス(Wikipedia)をホーキング放射によってうまく回避出来るという事なので、基本的には私のアイデアと何ら変わりはないと思いました
    そして、Firewall_(physics)(Wikipedia)This resolution requires a violation of Einstein's equivalence principle, which states that free-falling is indistinguishable from floating in empty space.」(この解決法は、アインシュタインの等価原理に抵触している)というのは多分ポルチンスキー氏の言葉だったという事が分かりましたが、私には、ポルチンスキー氏が何か勘違いしているような気がしてなりません。
    私としては、ブラックホールの事象の地平面上に量子論的なファイアーウォールが存在しても一般相対性理論には何ら抵触していないし、ホーキング放射についてで説明したように、粒子が強い重力で押さえつけられれば、不確定性関係によって運動エネルギーが高まって粒子が存在する領域が広がる事は自明であると思っています。
    したがって、ポルチンスキー氏はたまたま正しい結論に到達したけれど、一般相対性理論や量子力学をブラックホールに適用するにあたり、何らかの勘違いをしている気がしてならないのですが、このように考えるのは私が単に無知蒙昧だからでしょうか(笑)
    それと、ポルチンスキー氏は日経サイエンスの時空の終端 ファイアウォールを見る限り、ブラックホールのジェットについて(3)のような事は着想していないようなので、私とポルチンスキー氏との勝負は、やはり私の逆転勝利という事にして宜しいでしょうか(笑)
    *1 ポルチンスキー氏らの論文は、Black Holes: Complementarity or Firewalls?のようですので、私の理解に誤りが有れば、どうかお教えください。

    ブラックホールのファイアーウォール理論について

    新潟の新型コロナがおさまって来たので、本日、しっかりマスクをして新潟県立図書館に行って最新号と見ていなかった日経サイエンスの6月号を見たところ、6月号になんか私と同じような事を言っている奴がいるなと思ったら、とっくの昔に、 かの有名な超ひも理論研究者のポルチンスキー様様達が、私が言っている事と本質的に同じ事を言っている事が分かりました。
    尚、家に帰って来て日経サイエンスのサイトを調べたところ、日本でも一般向けには日経サイエンスの時空の終端 ファイアウォールという記事で既に公表されている事が分かりました。*1
    ポルチンスキー様様達が提唱したファイアーウォール理論については、日本語訳が少し変ですが、ファイアウォール (物理学)(Wikipedia)を見ると、私が言っている事と本質的に同じ事である事が分かるのではないでしょうか。*2
    ところで、私は実は物質はブラックホールの内部に入って行けるのかホーキング放射でブラックホール情報パラドックス(Wikipedia)を解決するという考え方は、ファイアーウォール理論が提出された2012年よりも数年前に着想していたのですが、ホーキング放射についてで記したような事象の地平面の量子論的な考察を行うようになったのはこのブログを立ち上げてからなので、ポルチンスキー様様達に完全に負けていた事が今頃になってやっと分かりました。
    因みに、私がブラックホールの地平面上にあるブラックホールの全情報が、最終的にホーキング放射で全て回収されるというアイデアを着想出来た理由は、当時、それ以前に着想していた超決定論についてで記した宇宙の超決定性をブラックホールに破られるのを阻止するために必死で考えたからです。
    つまり、物事の辻褄を真面目に考える能力がなければ、世間様に対して当たり障りのない教養や誤った教義を振りまく事しか出来なくなってしまうのではないでしょうか(笑)
    *1 日経サイエンスの時空の終端 ファイアウォールの画像はブラックホールのファイアーウォールがオレンジ色に輝いていますが、もしファイアーウォールが発光していても実際には赤方偏移で光の波長はかなり長くなっているはずなので、少なくとも目では見えないはずですし、もしハドロンとレプトンが事象の地平面上で我々が知らない物質相に変化するとすれば、ファアーウォールは発光しないかもしれませんね。
    *2 Firewall_(physics)(Wikipedia)に、ファイアーウォール理論に対する異論として、「This resolution requires a violation of Einstein's equivalence principle, which states that free-falling is indistinguishable from floating in empty space.」(この解決法は、アインシュタインの等価原理に抵触している)という根拠不詳な事が記されていますが、何かの間違いという事はあり得ないでしょうかね(笑)
    追記:

    ガンマ線バーストについて(2)

    ガンマ線バーストについての続きになりますが、「ガンマ線バースト」の爆発エネルギー、想定大きく上回る 研究(AFP BB News 2019年11月21日)だそうなので、やはり、物質が事象の地平面(Wikipedia)を超えると仮定してしまうと、ガンマ線バーストのエネルギーが高い事は説明不能だと思うので、基本的には物質はブラックホールの内部に入って行けるのか考えた内容に基づいて、ブラックホールのジェットについて(3)で説明した仕組みでガンマ線が放出されると考えるしかないのではないでしょうか。
    またついでに記すと、ホーキング放射(=ホーキング輻射)も従来の理論では辻褄が合わないと思うのですが、この事については、ホーキング放射についてを未だ見ていない人は見てください。
    それと、私がこのような一般社会と縁もゆかりも無さそうな問題を執拗に力説する理由は、いちいち説明しなくても分かってもらえますよね(笑)

    ブラックホールのジェットについて(4)

    私は、ブラックホールのジェットについてブラックホールのジェットについて(2)ブラックホールのジェットについて(3)ブラックホールのジェットが出来る仕組み説明をしてきたつもりになっているのですが、アルマ望遠鏡の観測による原始星の研究成果、長年の謎に一つの解決策が示される(SORAE)によると、「円盤のうち半径4~40天文単位の範囲から磁力によって巻き上げられている「磁気円盤風」で説明できることが明らかになった」そうなので、磁気円盤風がブラックホールのジェットの謎の解明につながるかもしれないですね。*1
    ただし、AstroArtsの次第に加速する、M87から噴出するジェットを見ると、観測結果と理論が未だ完全に一致していないようなので、私の理論を棄却するのは未だ早いようですね(笑)
    それで、もし私の理論が棄却されたとしても、核と地球温暖化による人類絶滅が未だしばらく来ないなら、坂田先生の坂田モデルのように、私がこの世から消えても、のちの世まで語り継がれるようになって欲しいものです(笑)
    *1 記事の中に「ジェットの超光速運動が光速の5.8倍」と記されていますが、これは、超光速運動(Wikipedia)と呼ばれる現象のようですので、この運動の仕組みをよく確かめたい方は、Superluminal_motion(Wikipedia)の方が計算式がきちんと記されていますので、こちらを見てください。

    ブラックホールのジェットについて(3)

    老爺心を発揮して、ブラックホールのジェットについて(2)の図中の「降着円盤のガスがブラックホールに張り付いている物質に衝突して発生した物質粒子や光子等は、」という部分が理解出来ない方のために説明図を作成しましたので、私が何を言っているか分からない方と暇がある方は、どうか見てやってください。

    beetout4.jpg

    追記:ガンマ線バーストについてで示したガンマ線の発生も、原理的には上の図と同様に説明出来ると考えますが、超新星爆発の過程で恒星が重力崩壊している中でブラックホールが成長している状況を考えると、いろいろと難しそうな事がありそうですね。
    追記2:
    ブラックホールのファイアーウォール理論についての内容に基づいて説明図を改善しました。

    ブラックホールのジェットについて(2)

    ブラックホールのジェットについてで、言葉だけでブラックホールのジェットについて説明しましが、「ちょっと何言っているか分からない」というゴーストの囁き(google)が聞こえてきたため、説明図を作って見ました。
    私が何を言っているか分からない方と暇がある方は、どうか見てやってください。
    尚、私の考えが正しければ、クエーサーが非常に明るく輝く理由も、クエーサーのジェットが大量に発生し、光速の近くまで加速される理由も完璧に説明出来るのではないでしょうか。
    追記:
    ブラックホールからジェットが大量に放出される理由は、ブラックホールのジェットについて(3)を見てください。
    spacejet2.jpg

    ガンマ線バーストについて

    ブラックホールのジェットについてで、ガンマ線バースト(Wikipedia)について少し触れましたが、ガンマ線バーストが短時間しか継続しない理由と、Wikipediiaの中の「2001年秋に発表された17個の GRB の残光の解析から、ビームの幅について上限が与えられた。これによれば、ビームの幅はわずか数度の角度範囲に限られる。」理由を説明可能な図を作って見ました。
    尚、超新星爆発で生成されるブラックホールは回転するため、遠心力を加味する必要がありますが、私にはこの事はよく分からないため、実際に超新星爆発で生成されるブラックホールの形はこの図とかなり異なる可能性がありますので、ご注意ください。
    gburst5.jpg
    追記:
    ブラックホールからガンマ線が大量に放出される理由は、ブラックホールのジェットについて(3)を見てください。

    追記2:
    ガンマ線バーストについて(2)も見てください。
    尚、超新星で発生したブラックホールは、時間が経てば経つほど回転速度が増すと思うので、円盤状になるのではないでしょうか。

    ブラックホールのジェットについて

    東北大学の【研究成果】ブラックホールジェットの謎を解き明かす 〜理論と観測の両輪で進める研究の最前線〜を見ても分かる通り、ブラックホールのジェットの生成メカニズムについては、現在でも物理学者や天文学者の間で謎とされているようですが、暇なので少し考えて見ました。
    もし、物質はブラックホールの内部に入ってゆけるのかブラックホール情報パラドックスについてで述べたように、ブラックホールを形成している物質がブラックホールの事象の地平面(Wikipedia)に張り付いていると仮定し、ジェットを盛んに噴出しているブラックホールの降着円盤は、ブラックホールの極軸方向には降着物質は殆ど存在しないと仮定します。
    そして、ブラックホールに落ち込んだ物質がブラックホールに張り付いている物質と衝突して発生した物質粒子のうち、ブラックホールの極軸方向に放出された物質粒子だけが、宇宙空間に向かって放出されて降着円盤の内側の部分で発生する光によって加速すると考えて見てはいかがでしょうか。*1
    因みに、この考え方は、超新星爆発時のガンマ線バースト(Wikipedia)に対しても適用が出来るのではないでしょうか。
    尚、ガンマ線バーストのガンマ線の指向性が強いのは、超新星爆発時の降着円盤(?)が分厚くてブラックホールの極軸方向にしか物質分布が少ない場所が存在しないためであり、銀河の中心部のブラックホールの物質粒子のジェットの広がりが狭いのは、放出された物質粒子同士に重力による引力が働くせいであると考えれば良いのではないでしょうか。
    *1 事象の地平面の近傍で発生した物質粒子やガンマ線等は、重力場の影響で、事象の地平面とほぼ平行なものだけしかブラックホールから脱出できない事と、ブラックホールの極軸方向から大きく外れた方向に放出された物質粒子は、降着円盤を形成する物質粒子と衝突するため、宇宙空間に放出されない事に注意してください。
    追記:
    私の考えが正しければ、従来の理論より降着円盤が明るく輝く事になりますが、降着円盤の光によるブラックホールのジェットの加速も、従来の理論より強くなる事になると考えます。
    追記2:

    ガンマ線バーストについて少し考えて見たところ、超新星爆発時のブラックホールの変形を考慮すれば、狭い範囲だけにγ線が放出される事が説明出来る事に気が付きましたので、ガンマ線バーストについても見てください。
    追記3:
    ブラックホールのジェットに対するの私の考えを図にしましたので、ブラックホールのジェットについて(2)ブラックホールのジェットについて(3)も見てください。

    ブラックホールの帯電について

    私の考えが正しければ、下の図に示した仕組みによりブラックホールの周りがマイナスに帯電するのではないかと考えて見ました。
    下の図の黄色いガンマ線は主に降着円盤(Wikipedia)が発するガンマ線で、ガンマ線のエネルギーが電子と反電子を生み出すエネルギー以上の場合は、一時的に電子と反電子が生成される確率がありますが、陽子や中性子等は電子よりも高いエネルギーが必要となるため、電子の生成の方が優勢となり、マイナスに帯電するのではないかと考えます。
    追記:
    説明図も説明文もひっそりと訂正しました。
    追記2:(2022/6/17)
    日大ら,ブラックホールでのガンマ線渦生成を解明(OPTRONICS ONLINE 2021年11月26日)によると、ブラックホールに強力な磁場がある事が要請されるそうですが、ブラックホールが回転していれば、こちらの説明内容とブラックホールによる慣性系の引きずり(Wikipedia)効果によって強力な磁場を説明出来るのではないでしょうか。
    尚、この主張との辻褄を合わせるために、説明文の最後の部分をこっそりと削除させていただきました(笑)
    charge3.jpg
    追記2:
    真空中では、正のエネルギーを持った仮想陽電子と負のエネルギーを持った仮想電子が対発生するのかもしれないですが、このことは私には分からないため、この記事はこのままとさせていただきます。

    ホーキング放射について

    物質はブラックホールの内部に入ってゆけるのかブラックホール情報パラドックスについてで述べたように、ブラックホールを形成している物質がブラックホールの事象の地平面に張り付いていると考えないとホーキング放射(=ホーキング輻射)を説明出来ないのではないでしょうか。
    つまり、下の図のような仕組みでしか、ホーキング放射(=ホーキング輻射)が発生する理由を説明出来ないのではないでしょうか。*1
    *1 正のエネルギーを持った仮想粒より負のエネルギーを持った仮想粒の方がより多くブラックホールに吸収されなければ、ブラックホールの質量が軽くならない事に注意してください。
    hawking3.jpg
    追記:
    ブラックホールのファイアーウォール理論についての内容に基づいて説明図を改善しました。
    追記2:(2024/4/13)
    仮想粒子と実粒子の違いを分かり易くするために図を修正しました。

    ブラックホール情報パラドックスについて

    ブラックホール情報パラドックス(Wikipedia)については、物理学者の間で、未だに解決のための確固たる道筋が合意出来ていないと思いますが、私としては、物質はブラックホールの内部に入ってゆけるのかで示した通り、ブラックホールを形成している物質は、ブラックホールの事象の地平面に張り付いていると考えているので、ホーキング放射でその物質の情報が放出されると考えれば、何も矛盾は無くなるのではないかと思っています。
    ホーキング放射によってブラックホールの事象の地平面に張り付いている物質の情報が放出される理由については、事象の地平面の近傍で発生した仮想粒子対の負のエネルギーを持った仮想粒子が、事象の地平面に張り付いている物質の粒子と一緒に対消滅した瞬間に、ホーキング放射を担う正のエネルギーを持った粒子とEPR相関(Wikipedia)を発生させ、その粒子に事象の地平面に張り付いている物質の粒子の情報をスピン等の形で受け取るからだと考えれば良いのではないでしょうか。
    追記:
    私が考えているEPR相関の発生状況は、ホーキング放射についての説明図を見てください。

    物質はブラックホールの内部に入って行けるのか

    世の中の大半の人は、物質がブラックホールの内部に入って行けると思っているのではないでしょうか。
    このようになってしまったている理由は、時空をクルスカル・スゼッケル座標系(Wikipedia)のような座標に座標変換し、新たに設定した時空の座標で考えば、物質はブラックホールの内部に入って行けると結論付けている物理学者が世の中で幅を利かせているからではないでしょうか。
    このような座標変換の問題点は、座標変換が事象の地平面(Wikipedia)上で不連続となり、事象の地平面上の座標変換前の時間を定義出来ないという事と、ブラックホールの遠方からブラックホールに落ち込む物質を観測すると、事象の地平面で時間が完全に停止するため、その物質がブラックホールの内部に入って行く前に、ホーキング放射(Wikipedia)によって蒸発する事になる事が一切考慮されていないという事ではないでしょうか。
    追記:
    ここでは「物質」としか書いてなかったですが、光子や重力子等のボゾンも同じですので、重力子のパラドックスについてを見てください。

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