今日はお盆の送り火の日です。お盆に入り再び晴天の真夏日が続いています。今後しばらくは夏の星座を見るのに絶好の日々が続きそうです。
さて、ブラックホールが初めて撮影されたのは2019年。ブラックホールの存在が予言されたのが一般相対性理論が発表された1916年。でもその100年以上も前にブラックホールの存在を予言した物理学者があったのです。
NHKのTV番組 3か月でマスターするアインシュタイン( 講師:小林晋平 東京学芸大学教授 )は私も楽しみにして毎週見ています。この番組でそのことを教えていただきました。その物理学者は数学者としても有名な1747年生まれのフランスのラプラスです。彼は次のように考えたそうです。
第2宇宙速度: v0 = root(2GM/R) より、R = 2GM / v02 これに v0 = C ( C は光の速さ )を代入して、R = 2GM / C2。
例えば、太陽( 質量:1.99×1030 kg、半径:6.96×108 m ) と同じ質量の星からの永久脱出速度が C m/s になる星の半径は、
R = 2GM / C2 = 2 × 6.67×10−11 × 1.99×1030 / (3.00×108)2 ≒ 2.95×103 ≒ (4.24×10−6) × (6.96×108)
当時は今ほど正確ではありませんが、それでも、光の速さ や 太陽の質量や半径 についておおよその値は分かっていたのです。しかし、こんなに密度が高い星なんてあるはずがないと考えられ、そのままになってしまったのでした。
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追伸:
1676年に、ブラッドリーによって光の速さはおよそ30万1000 m/s であることが示されました。光の速さが今くらい正確に分かったのは、有名な1849年のフィゾーの歯車実験よりも後の1875年で、レーマーの観測によるものであるとされます。また、太陽の質量や半径や地球からの距離が今くらい正確に分かったのは、ニュートンが1687年に「自然哲学の数学的諸原理」を出版して以降のことです。
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