プランク星 - 宇宙時代の原始的な天体

2021年10月6日

プランク星 - 宇宙時代の原始的な天体

https://dailygalaxy.com/2021/10/planck-star-a-primordial-object-the-age-of-the-universe/

物理学者カルロ・ロヴェッリは、『物理学の7つのレッスン』の中で、「星の一生における最終段階は、時空の量子的なゆらぎが物質の重さと釣り合うところであり、いわゆる『プランク星』と呼ばれるものである」と観察している。もし太陽が燃焼をやめてブラックホールになった場合、事象の地平線の大きさは直径6キロメートルほどになる。ブラックホールの事象の地平線は、物理的な壁ではなく、単にブラックホールの重力場が激しくなり、脱出速度が光速を超える境界線である。光でさえも、事象の地平線から逃れることはできない。

「ブラックホールの事象の地平線の内側では、太陽の物質は崩壊し続け、最終的にはこのようなプランク星になります。量子論の創始者であるドイツの理論物理学者、マックス・プランクは、量子の発見により1918年にノーベル物理学賞を受賞しているが、その名を冠したこの奇妙な天体について、ロヴェッリはこう書いている。

シンギュラリティではない

量子力学のハイゼンベルグ不確定性原理では、ブラックホール内の物質が崩壊しても、体積の小さな真の特異点にはならない。その代わり、特異点になるよりもずっと前に、膨大なエネルギー密度をもつ物質が量子力学的な反発力を発揮することがある。ブラックホールの特異点は、「神がゼロで割ったところ」と言われてきた（アインシュタインの言葉だが、引用はその数十年後）。しかし、ブラックホールの中心領域は、神がゼロで割ったような極めて小さな数で構成されているのだ。

宇宙の年齢が回復するのに必要なもの

「太陽の全物質は原子一個分の空間に凝縮されている。プランク星はこの極限状態の物質で構成されているはずだ。「プランク星は安定ではなく、いったん極限まで圧縮されると、反動で再び膨張を始める。これが、ブラックホールの爆発につながるのです」。

恒星質量のブラックホールでは、プランク星がリバウンドするのに約140億年-宇宙の年齢とほぼ同じ-かかるそうです。したがって、リバウンドしていると予想されるのは、まだ理論的に解明されていない最も古い始原的なブラックホールだけかもしれません。

「量子重力」信号

ブラックホールとは、極端なスローモーションで見た反跳核の星である」とロヴェッリは結論づける。「宇宙の最初の瞬間の炉の中でブラックホールが形成され、そのうちのいくつかは現在爆発している可能性があります。もしそうなら、ブラックホールが爆発するときに発する信号を、空からやってくる高エネルギー宇宙線の形で観測することができるかもしれません。そうすれば、量子重力が支配する現象の影響を直接観測し、測定することができるのです」。

DeepL翻訳