真空の揺らぎ
急に訳の分からないことを
書き出していて
ごめんなさい。
真空には何があるか？
なんてどうでも良さそうな話だけど
量子力学の
真空には揺らぎがあるって説が
今書いている
ブラックホールにも
関係しちゃうかもしれないんだよね。
ブラックホールの周りには
なにがあるのか？
とうぜん宇宙があるんだ。
で、宇宙っていうのは
真空状態だと思って
間違いないと思わない？
じゃあ真空ってなんだ？
ってことになるよね。
量子力学では真空には
『揺らぎ』があるって
ことになっている。
（やっと話がつながった）
ホーキングさんが
ブラックホールの研究で
提唱した一つの理論が
ブラックホールの蒸発ってもの。
ブラックホールのイメージは
なんでもかんでも吸い込んで
事象の地平面から外へは
なに一つ（光でさえ）出さないという
守銭奴みたいなやつ。
そんな風に思われているんだけど
じっさいにはブラックホールから
粒子が飛び出していって
ブラックホール自体は
徐々に消滅していくんだという
考えかたのひとつなんだ。
ホーキングさんは
ブラックホールはじつは
完全なブラックじゃないなんて
言い方をしていたみたい
なんだけど
言葉の綾ってことで
スルーしておこう。
この発想の出発点が
不確定性原理からの
真空の『揺らぎ』っていう
ことなんだそうだ。
量子力学で言うところの
真空には揺らぎがあるっていうのは
普通に考えれば
変なはなしだよね。
この『揺らぎ』って言葉が
誤解を招くのかもしれない。
真空の何もない空間では
常に粒子と反粒子が生まれている
ってことらしい。
そして極めて短い時間で
粒子と反粒子は
お互いを打ち消し合って
消えちゃうってことだそうだ。
この粒子・反粒子が生まれることを
『対創成』
打ち消し合って消えることを
『対消滅』と
命名までされちゃっているんだよね。
ここまで来ると
ぼくの頭ではもうついて行けないよ。
ブラックホールの消滅Ⅰ
反粒子なんて
ＳＦに出てくる
『反物質』みたいなもので
夢物語みたいに
思っていたけど
どうやらじっさいに
なんらかの形で観測されているって
ことなんだよね。
じっさいに真空中では
対創成と対消滅が
ひんぱんに繰り返されて
いるってことらしい。
この対創成と対消滅が
この宇宙の生誕にも
関係するんじゃないかって
説もあるぐらいなんだよな。
もっともこの出来てすぐに消える間の
時間があまりにも短いせいで
ぼくたちにはそれが起こっているのが
わからないってことなんだけど。
そこでブラックホールに
はなしが戻っていく。
宇宙空間あちらこちらで
この真空の揺らぎが
起こっている（らしい）ってことは
ブラックホールの事象の境界面の
近郊でもとうぜん
起こっているってことになるよね。
ふつうなら出来上がった
粒子と反粒子は
すぐに相殺されて
なにも無かった状態になる。
だけど事象の境界面のすぐ外側で
これが起こったとしようよ。
ブラックホールの超吸引力が
対創成された二つの粒子の内の
一方をブラックホールに
引っ張りこむ
そして残った方が
その反作用で遠くに
はじかれるってことが
起こることがありうる
っていうのが
理論上認められるみたいなんだ。
揺らぎで創成される粒子は
エネルギーとしては
普通の粒子はプラス
反粒子はマイナスのエネルギーを
持っていることになるよね。
考えかたとしては
マイナスのエネルギーは
プラスのエネルギーに
引っ張られるって
想像できるじゃない。
そうなるとブラックホールには
反粒子が引き込まれて
普通の粒子のほうは
ブラックホールから離れる方向に
飛びだしていくように
見えるってことになる。
何も考えずに観測結果だけを見れば
粒子がブラックホールから
飛びだしているように
見えてもおかしくは無いよね。
ブラックホールの蒸発 Ⅱ
ブラックホールから
飛び出したように見える粒子は
ぼくたちのイメージの中にある物質だし
見え方としてはブラックホールから
飛び出した粒子ってことだから
ぼくたちの世界からすれば
違和感なく受け入れられると思うんだ。
ブラックホールという
ぼくたちの世界にある物質から
なぜかぼくたちの知っている
粒子が飛び出してきた
ってことだから
不思議には思うけど
違和感は無いと思うよ。
問題はブラックホールに
吸い込まれた反粒子。
反粒子はマイナスのエネルギーを
持っているんだから
ブラックホールの中の
エネルギーを減らすということが
起きるってことになるんだよな。
エネルギーは質量ってこと
（Ｅ＝ｍｃ2を思い出して）
ブラックホールはやせていく
ってことになるはずなんだよな。
もっともこの反粒子による
質量の欠損が問題になるのは
今現在存在が仮定されている
ブラックホールには
当てはまらないそうなんだ。
なんといってもそこそこの大きさの
ブラックホールは
反粒子の質量欠損より多くの
物質を取り込んでいるらしいから
太ることはあっても
痩せることは無いらしいよ。
（だからホワイトホールを仮定して
ダイエットしてもらわないと
宇宙全部を吸い込んじゃうんじゃないかって
心配されているんだから）
ただ、ビッグバン初期に生まれた
ミニブラックホールは
（高密度の核からビッグバンが始まったとすると
極小ブラックホールが存在していた可能性は
十分にあるからね）
この反粒子の質量欠損のせいで
ほとんどが蒸発している
だろうって言われている。
もし今残っているとしても
10-15ｍくらいの大きさだろうって
ことらしい。
ここまではあくまでも仮説
だけど、10-15ｍの大きさといっても
その質量は10億トンくらい
だって言われているんだから
馬鹿にはできないだろうけどね。
もう一つこのクラスになると
1秒ほどで蒸発するって
仮説もある。
（1秒で蒸発するのに
今残っているのはおかしいとか
一秒で10億トンの質量が
エネルギーに変わるなら
観測できるはずじゃないかって
疑問はひとまず置いておこう）
なんといっても
まだブラックホールの研究は
途に就いたばかりなんだよ。
