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ブラックホールの種類と構造 Type and Structure |
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ブラックホールにはどんな種類があるのでしょうか？
また，それぞれどんな構造をしているのでしょうか？
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色や形や粒子の違いなど，
ブラックホールになる前に物質が持っていたであろう様々な特徴は，
ブラックホールになるとすべて失われてしまうのです． その結果，ブラックホールを特徴づける要素（属性）には， 質量・自転（回転）・電荷 の3つがあります／3つしかありません． このことをホィーラーは， 「ブラックホールには毛がない」といいました． 英語圏では＜ブラックホールの毛なし定理＞といいますが， 日本ではさしずめ＜おばQ定理＞というところです． |
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一番単純なブラックホールは，球対称のブラックホールで， シュバルツシルト・ブラックホール (Schwarzschild black hole) と呼ばれています．
シュバルツシルト・ブラックホールは，
事象の地平面(event horizon)という，
一方通行の球面で取り囲まれています．
事象の地平面は，それより内側に一歩でも踏み込むと，
二度とこの世に戻ってこれないという境界面で，
その内側からは光さえ出てこれません．
その彼方のできごと（事象）が見えなくなる境界（地平面）という意味で，
事象の地平面と呼ばれています．
ニュートン力学のイメージでは，
脱出速度が光速に等しくなる面が事象の地平面です．
 このシュバルツシルト・ブラックホールの事象の地平面の半径をとくに， シュバルツシルト半径(Schwarzschild radius)と呼びます． ブラックホールの質量を M，光速を c， 万有引力定数を G とすると， シュバルツシルト半径 rgは，
という簡単な式で表されます． 事象の地平面の半径は，ブラックホールが回転していると， 若干小さくなります． |
| いろいろなブラックホール | |||
|---|---|---|---|
| 天体 | 質量 | 半径 | シュバルツシルト半径 |
| 地球 | 5.98×1024kg | 6.38×106m | 0.9cm |
| 太陽 | 1.99×1030kg | 6.96×108m | 3km |
| 中性子星 | 1.4太陽質量 | 10km | 4.2km |
| ミニブラックホール | 1012kg | 10-13cm | |
| 典型的なブラックホール | 10太陽質量 | 30km | |
| 超大質量ブラックホール | 1億太陽質量 | 2天文単位 | |
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c = 3×108m/s G = 6.67×10-11 N m2 kg-2 1太陽質量 = 1.99×1030kg |
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質量・自転・電荷という属性によって，ブラックホールを分類する
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シュバルツシルト・ブラックホール 質量Ｍ 静止 電荷なし |
→電荷Ｑ |
ライスナー＝ノルデシュトルム・ブラックホール 質量Ｍ 静止 電荷Ｑ |
| ↓角運動量Ｊ | ↓角運動量Ｊ | |
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カー・ブラックホール 質量Ｍ 自転Ｊ 電荷なし |
→電荷Ｑ |
カー＝ニューマン・ブラックホール 質量Ｍ 自転Ｊ 電荷Ｑ |
質量の大きさによってブラックホールを分類する
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ブラックホールはややこしい天体？ ↓ 実は宇宙でもっとも単純な天体 |
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