ブラックホールには『毛』が生えているのでしょうか?

これは決して冗談ではなく、ブラックホールと情報の消失をめぐる先端物理の問題です。

この問題に対してデンマークのニールス・ボーア研究所(NBI)を中心とする国際的な研究チームが、ブラックホール同士の合体で発生する「重力波」を詳しく調べるたところ、ブラックホールはハゲており「ツルツル」であることが示されました。

ブラックホールの毛とは何か?

そしてなぜ研究者たちはブラックホールがハゲているかを気にしているのでしょうか?

研究内容の最新版は2023年8月24日に『arXiv』にて発表されました。

目次

  • ブラックホールの毛を巡るパラドックス
  • ブラックホールはツルツルか、それともフサフサか?
  • 「ツルツル」か「産毛」かで物理学の未来が変る

ブラックホールの毛を巡るパラドックス

ブラックホールの毛を巡るパラドックス
ブラックホールの毛を巡るパラドックス / Credit:川勝康弘

ブラックホールという名前を聞くと、多くの人はすべてを飲み込む真っ黒な穴を想像するでしょう。

この奇妙な天体について、約100年前にアインシュタインが考えた「一般相対性理論」という物理学の基本的な理論では、非常に不思議な予言がなされています。

それは、「ブラックホールは、たった3つの要素だけで完全に説明できる」とする考えです。

この3つとは、①質量(どれくらい重いか)、②自転(どれくらい速く回転しているか)、③電荷(電気的な性質)のことです。

この3つの値さえ決まれば、ブラックホールの見た目や特徴は全て決まってしまう、というのが「ブラックホール無毛定理(むもうていり)」と呼ばれる理論です。

ここで言う「毛」とは、天体の細かな特徴を髪の毛にたとえた表現です。

私たちが知っている普通の星や惑星は、色々な大きさや形、磁場や物質の成分といった数多くの特徴(つまり「フサフサの毛」)を持っています。

しかし、ブラックホールは極端に単純で、まるで「ツルツルの頭」のように特徴がほとんど無いというわけです。