ブラックホール内部の量子状態をもとにエントロピーを計算 ホーキング博士の理論と一致【研究紹介】
山下 裕毅 先端テクノロジーの研究を論文ベースで記事にするWebメディア「Seamless/シームレス」を運営。最新の研究情報をX（@shiropen2）にて更新中。 米ペンシルベニア大学などに所属する研究者らが発表した論文「Microscopic Origin of the Entropy of Astrophysical Black Holes」は、ブラックホール内部をモデル化し、それらの状態の数を数え上げる式を導き出し、ブラックホールの総エントロピーを計算した研究報告である。 ▲論文のトップページ スティーブン・ホーキング氏とヤコブ・ベッケンシュタイン氏は1970年代に、ブラックホールはエントロピーを持つこと、そしてそのエントロピーがブラックホールのホライズンの面積に比例することを発見した。しかし、統計力学の観点から、このエントロピーがブラックホール内部のどのような微視的状態の数に対
直径約13億光年の巨大構造物「ビッグ・リング」を発見 宇宙原理に反する構造か
私たちの宇宙について、広い目線で見れば天体や物質の分布が均質であるという「宇宙原理」が広く信じられています。しかし近年の観測では、宇宙原理に反すると思われる巨大構造物（宇宙の大規模構造）がいくつも見つかっています。 セントラル・ランカシャー大学のAlexia Lopez氏は、地球から約92億光年離れた位置（※）に、直径が約13億光年にも達する巨大構造物「ビッグ・リング（Big Ring）」を発見したと、アメリカ天文学会（AAS）の第243回会合の記者会見で発表しました。Lopez氏は2021年にも同様の巨大構造物である「ジャイアント・アーク（Giant Arc）」を発見していますが、両者は非常に近い位置と距離にあります。これは宇宙原理に疑問を呈する発見です。 ※…この記事における天体の距離は、光が進んだ宇宙空間が、宇宙の膨張によって引き延ばされたことを考慮した「共動距離」での値です。これに
オルダーソン円盤 - Wikipedia
オルダーソン円盤の模式図 オルダーソン円盤 [1] [2] （オルダーソンえんばん、英：Alderson disk）とはラリー・ニーヴンのリングワールドやダイソン球のような天文学的サイズの架空の円盤である。提唱者であるダン・オルダーソンにちなんで名付けられた。 概要[編集] オルダーソン円盤は厚さが数千マイルの巨大な平たいレコードやCDのような形状をしている。 太陽は円盤の中心の穴にあり、 円盤の外周は火星または木星の軌道とほぼ同等。 提案によれば、十分に大きなディスクはその太陽よりも大きな質量を持つことになる。 中心の穴の周囲の縁は、大気が太陽に流れていくのを防ぐため高さ1000マイル(1600km)の壁に囲まれている。 外側の場合も縁自体が大気を閉じ込める。 円盤にかかる機械的応力は、既知の材料が耐えることができるものをはるかに超えているため、材料および建設工学が十分に進歩するまで、そ
実は宇宙全体がブラックホールだった？宇宙の全物体を表記した図から意外な結論 - ナゾロジー
宇宙の「まとめ」です。 オーストラリア国立大学（ANU）で行われた研究によって、宇宙に存在するあらゆる物体のサイズと質量の関係を1枚の紙に並べた、最もスケールが大きい図表が作られました。 この図表を見れば、宇宙に存在するあらゆる物体のサイズと質量がどんな関係にあるかがわかり、私たちの宇宙の基本的な性質を視覚的に知ることができます。 ただ作られた図表は「素粒子から全宇宙」までを網羅する極スケールであるため、ぱっと見ただけではよくわかりません。 そこで今回は図表のどこに何があるかをわかりやすく説明し、「宇宙全体がブラックホールになる」ことを示唆する理由についても解説したいと思います。 研究内容の詳細は、2023年10月1日に『American Journal of Physics』にて「全ての物体といくつかの疑問（All objects and some questions）」とのタイトルで公
ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡の性能が凄すぎて「ビッグバン宇宙論」が修正を迫られる - ナゾロジー
最近、NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）が、ビッグバンからわずか5億年後という領域に大質量銀河を6つも発見しました。 従来の宇宙論ではこの年代の宇宙には小さな赤ちゃん銀河しか存在しないはずであり、なぜ天の川レベルの大質量銀河が存在するのか説明することができません。 オーストラリア・スウィンバーン工科大学（Swinburne University of Technology）の天文学者イヴォ・ラベ氏ら研究チームは、「これらの銀河は、現在の宇宙論のモデルに当てはめるには大きすぎる」と述べ、非公式に「ユニバース・ブレイカー」と呼んでいます。 研究の詳細は、2023年2月22日付の科学誌『Nature』に掲載されました。 ‘We just discovered the impossible’: how giant baby galaxies are shaking up our
天文学史上最も明るいガンマ線バースト 観測に成功
ガンマ線バースト「GRB 221009A」の最初の検出から約1時間後の残光。明るい輪ができるのは、バーストの方向にある天の川銀河内のダスト（塵、ちり）の層でX線が散乱されるため。米航空宇宙局（NASA）のガンマ線観測衛星スウィフト搭載のX線望遠鏡で撮影（2022年10月14日提供）。(c)AFP PHOTO /NASA/Swift/A. Beardmore (University of Leicester) 【10月22日 AFP】天文学史上最も明るい閃光（せんこう）現象が今月、観測された。地球から24億光年の距離で、ブラックホールの形成によって発生した可能性が高い。 最も高エネルギーの電磁波であるガンマ線の閃光現象「ガンマ線バースト」が最初に観測されたのは、今月9日。その後も世界中で残光が観測された。 天体物理学者のブレンダン・オコナー（Brendan O'Connor）氏は、今回観測さ
星形成の運命を決めた天の川銀河の棒構造
天の川銀河に棒状構造ができることで、星形成が進む領域と止まる領域が生じることがシミュレーションで明らかになった。天の川銀河の歴史を解明する新たな成果だ。 【2022年9月16日 国立天文台CfCA】 私たちが住む天の川銀河は、中心部の星々が細長い楕円体状に分布する「棒状構造」を持った棒渦巻銀河であることが観測からわかっている。この棒状構造は、天の川銀河の広い範囲で星やガスの運動に影響を与えているはずだ。 天の川銀河の構造を極方向から見た図。円盤の中心部に星が細長く集まる「棒状構造」があり、棒の両端付近から渦巻腕が伸びている。棒状構造の中心には「中心核バルジ」と呼ばれる、さらに星が集中する領域がある（提供：国立天文台） 近年、位置天文衛星「ガイア」などによって天の川銀河の一つ一つの星々の位置と運動が精密に観測されるようになり、棒状構造の大きさや回転速度が明らかになってきた。しかし、天の川銀河
太陽系は周囲1000光年にほとんど「何もない泡」の中心にいる - ナゾロジー
太陽系が銀河の中でも非常に物質密度の低い泡の中にあるという説は、50年ほど前から提唱されています。 その全容ははっきりとつかめていませんでしたが、今回、ハーバード・スミソニアン天体物理学センター （CfA）などの研究チームが、複数の観測データと理論を組み合わせ、太陽系を包む巨大な泡の3D時空アニメーションを作成しました。 それは泡がどのように形成され、太陽系がどのようにその泡の中に入ったかを示し、また泡が新しい星を生み出すために役立っているという銀河系進化史の再構築に役立つといいます。 研究の詳細は、2022年1月12日付で科学雑誌『Nature』に掲載されています。
星が死にゆく最後の瞬間、超新星爆発をリアルタイムで観測 天文史上初
赤色超巨星が死期を迎え、ガスを噴出していることを表したイメージ画/The Astrophysical Journal/Northwestern University （ＣＮＮ） 死期を迎えた巨大な恒星が超新星爆発を起こす現象が初めてリアルタイムで観測されたとして、米カリフォルニア大学などの研究者が６日の天文学会誌に研究結果を発表した。 観測を行った赤色巨星は地球から約１億２０００万光年離れた銀河「ＮＧＣ ５７３１」に位置していた。爆発前の質量は太陽の１０倍もあった。 恒星が最後の輝きに包まれる前には激しい爆発が起きたり高温のガスが噴出したりすることもある。しかし今回の現象が観測されるまで、赤色巨星は比較的静かな状態が続いた後に大爆発して超新星になったり、崩壊して高密度の中性子星になったりすると考えられていた。 ところが今回の赤色巨星は研究チームが見守る中で、劇的な自己崩壊を起こしてＩＩ型超
世界最大規模の“模擬宇宙”を公開―宇宙の大規模構造と銀河形成の解明に向けて― | CfCA - Center for Computational Astrophysics
【概要】 千葉大学 石山智明 准教授を中心とする国際研究グループは、国立天文台のスーパーコンピュータ「アテルイII」の全 CPU コアを用いて、世界最大規模のダークマター構造形成シミュレーションに成功し、100 テラバイト以上のシミュレーションデータをインターネットクラウド上に公開しました。 現在、国立天文台のすばる望遠鏡などを用いた大規模天体サーベイ観測が進められていますが、観測から多くの情報を引き出し検証するには、銀河や活動銀河核の巨大な模擬カタログ注1が必要です。本データはそのための基礎データとして位置づけられ、宇宙の大規模構造と銀河形成の解明に向けた研究に役立てられます。 本研究の成果は、2021 年 9 月に英国王立天文学会発行の Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 誌に掲載されました。（ 2021 年 9 月 10
広島大、電気回路で作った疑似ブラックホールを用いてレーザー理論の構築に成功
広島大学は、電気回路において擬似的なブラックホールを創生し、それを用いたレーザー理論を構築することに成功し、現在の技術では実際のブラックホールでの観測が不可能なホーキング輻射を観測可能にし、一般相対性理論(重力)と量子力学を統一する「量子重力理論」の完成に向けた取り組みを加速することになると発表した。 同成果は、広島大大学院 先進理工系科学研究科の片山春菜大学院生によるもの。詳細は、英オンライン総合学術誌「Scientific Reports」に掲載された。 自然界に存在する電磁気力、強い力、弱い力、重力の4つの力をすべて統一できるとされる超大統一理論は、重力を扱う一般相対性理論と、量子の世界を扱う量子力学を結びつけることができれば完成するとされることから、「量子重力理論」などとも呼ばれるが、重力と量子の世界は折り合いが悪く、その統一は困難とされ、4つの力の統一にはまだ長い時間がかかるとさ
長年の謎だった「金星の1日の長さ」が15年にわたる測定によって明らかに
金星は太陽系の中で最も地球に近い公転軌道を持ち、大きさや平均密度も地球に近いことから「地球の双子」とも呼ばれています。そんな金星の正確な自転周期が、カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)の研究チームの15年に及ぶ測定によって明らかになりました。 Spin state and moment of inertia of Venus | Nature Astronomy https://www.nature.com/articles/s41550-021-01339-7 How long is a day on Venus? Scientists crack mysteries of our closest neighbor | UCLA https://newsroom.ucla.edu/releases/cracking-the-mysteries-of-venus 金星の自転周期を求
宇宙の暗黒物質の詳細マップ公開で、予想外の問題が浮上
国際プロジェクト「ダークエネルギー・サーベイ（DES）」が、宇宙の暗黒物資の分布を詳細に表した最新マップを公開した。今回の結果は、ビッグバンを起源とする「標準的宇宙論モデル」と概ね整合性が取れたものであるが、予想外の問題もいくつか浮かび上がってきた。 by Neel V. Patel2021.06.01 101 15 13 暗黒物質（ダークマター）を説明しようとするのは、あなたの家の中に住んでいる幽霊について説明しようとするようなものだ。それ自体は一切目に見えないが、それが動かしているものは見ることができる。唯一それを説明できるのは、直接は観測も計測も接触もできない見えない力だけである。 私たちが暗黒物質の存在を知っているのは、宇宙を取り囲んでいる暗黒物質が及ぼす影響を観測できるからだ。科学者たちは、宇宙の約27%が暗黒物質でできていると推測している（68%が暗黒エネルギー、残りの5%が通
SFさながらのスペースコロニーを準惑星「ケレス」上空に建設する計画 最大収容人数は世界人口の約1万倍！
フィンランド気象研究所の宇宙物理学者であるPekka Janhunen氏が、火星と木星のあいだに広がる小惑星帯（アステロイドベルト）にある準惑星「ケレス」に人類を入植させる新しいアイディアを展開しました。Janhunen氏は、太陽風の荷電粒子を受けて宇宙船を推進する「エレクトリックセイル（電気帆）」の考案者としても知られます。 火星や月の表面は低重力環境であり、人の健康への長期的な影響が懸念されることから居住に適さないと考えている宇宙科学者らは、火星や月の代替案として自転することで得られる遠心力で人工的に重力を作り出すスペースコロニーの建設を提案してきました。古くは、米国・プリンストン大学教授のGerard O’Neill教授が1974年に超巨大な「シリンダー（円筒）」状のスペースコロニーのアイディアを論文誌上に発表しています。 O’Neill教授が発案したスペースコロニーの内部（Cred
はやぶさ2「大粒試料どっさり、言葉失った」 小箱開封で黒い石確認 | 毎日新聞
はやぶさ2のカプセル内で試料を格納する「サンプルキャッチャー」内で確認された黒い石の粒（左側）。リュウグウで採取した岩石のかけらだとみられる＝JAXA提供 宇宙航空研究開発機構（JAXA）は15日、地球へ帰還した小惑星探査機「はやぶさ2」のカプセル内の小箱を開封し、直径数ミリ程度の黒い石が多数、存在しているのを確認した。小惑星リュウグウで採取した岩石のかけらとみられる。採取された試料は、目標だった0・1グラムを大きく上回っていると推定され、最初に目視で確認したJAXAの澤田弘崇・主任研究開発員は15日の記者会見で「数ミリサイズの試料がごろごろ、どっさり入っていて言葉を失うくらいだった。期待をはるかに上回る量を採取できた」と声を弾ませた。 JAXA宇宙科学研究所（相模原市）のクリーンルーム内で15日午前、試料を格納する小箱「サンプルキャッチャー」のふたを開封した。キャッチャーは全部で3室あり
金星大気の熱構造 | 宇宙科学研究所
概要 地球の双子星とも呼ばれる金星ですが、その大気や気候は地球とは全く異なっています。これまで金星大気の温度構造はごく限られた場所でしか測定されておらず、そのために金星大気で起こっている様々な現象や雲の構造を理解するのが難しい状況でした。安藤紘基（京都産業大学）率いる研究チームは、金星探査機「あかつき」を用い、世界で初めて金星の高度40kmから高度85kmにおける気温の高度分布を全球的に取得することに成功しました。その結果、高緯度ほど大気が不安定な領域が広がっており、地球の大気構造と真逆の傾向であることが明らかになりました。大気が不安定だと、垂直方向に発達した雲が発生します。金星では極域で最も分厚いことが知られていますが、その原因は高緯度領域での大気の不安定性が原因かもしれません。 本研究では金星の大気の全球的なデータを均一に取得しています。今後、金星の大気で起こる現象を理解するための数値
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宇宙最初期の銀河、発見が予想以上に 従来説見直しか ナショナルジオグラフィック - 日本経済新聞
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