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アインシュタインの相対性理論

特殊相対性理論

• 光の速度は誰から見ても一定である。
• このことにより、時間の同時性が崩れる。
• そして、質量とエネルギーが等価であるとの結論を得る。

一般相対性理論

• 等加速度運動（自由落下）下においても、当速度運動(慣性系)下と区別できないとすれば――
• 光は、重力によって曲がることになる。
• 光りが直進するとすれば、時空間が物質（質量）によって曲がっているからだと考える。
• すなわち、質量（物質）は時空間を曲げる作用がある。これが重力である。

ブラックホール

ブラックホールとは

• 膨大な質量によって時空間が極端に曲げられてできる穴で、光も吸い込んでしまうので、ブラックホール（黒い穴）と呼ぶようになる。
• 物体が自身の重力半径以下に収縮するとブラックホールになる。
• ブラックホールの密度が無限大になる特異点は、回転しないブラックホールの場合は点だが、回転するブラックホールの場合はリングとなる。
• 四次元時空間での特異点が具体的にどのようなものかは分からないが、より高次元から分析すれば何らかの解が得られるのではと期待される。

ブラックホールの中

• 光も脱出できないものをブラックホールというので、ブラックホールの中は分からない。
  ブラックホールの中とは、落下によって転化された質量が膨大になり、運動エネルギーが加速側に転化されなくなる。
• ブラックホールは、重力のみから導き出されたものだが、自然界の力（作用）には重力以外のものもあるので、それほど単純とは思えない。
  • ブラックホールの中では、重力以外の力がどのように働くのかがよく分からない。
  • 現代科学でまだ発見されていない力の存在は十分に予想される。
  • 高次元宇宙からブラックホールの中を除くことによって、新たな解明がなされる可能性がある。
• ブラックホールに吸い込まれている星（落下物）自体は、そのブラックホールに対しては無重力なので落下中は何の問題も発生しない。

ブラックホールのその先

• ブラックホールは、光を含むすべてのものを不可逆的に呑み込むものなので、物質の最終形態でありその先はない。
  銀河や星の成れの果てという意味で銀河や星の死とも言え、その復活はない。
• 一般に死んだものが甦ることはないが、一般的に物質循環しているのが自然界でもある。
  ブラックホール（銀河や星）もこの循環のサイクルの中の一つだとすれば、その先は――
• ブラックホールはすべてを飲み込むので、反粒子も呑み込みブラックホール内の質量が減少（対消滅）していき、いずれブラックホールの全体質量はブラックホールを維持できなくなるくらい小さくなる（ブラックホールの蒸発）という説もある。
  • ブラックホール内の質量がエネルギーに転換することによって、質量が減少しエネルギーが増大することによって、ブラックホールが消滅する。

銀河系の構造

• 銀河系の中心には、大きな質量の星や大きな質量のブラックホールがある。
  惑星が太陽系の周りを公転することによって発生する遠心力と重力とがバランスを取っているのと同様に、星も銀河の中で回転することによって遠心力と重力とのバランスを取っていると思われる。
• 太陽系は銀河の中心から約2.8万光年だが、銀河系の中心から1～5万光年の範囲の星のほとんどが200～250km/秒前後の同じような速度で回転している。
  • 太陽系のような一般的な公転の場合は、公転半径は公転速度の二乗に反比例するが、回転速度が変わらないということは半径（中心からの距離）に比例してその範囲内の銀河の質量も同様に増加していることになる。
  • それ程の質量の星々が存在するとは地球周辺からは観測できないので、まだ観測されないブラックホールあるいは別のモノが存在していると推察される。
  • この別のものを、光学的に直接観測できないできないものとして、ダークマターと呼ぶ。

関連Wikipedia　
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