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:
"事象の地平面"
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ニュ?ス
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書籍
·
スカラ?
·
CiNii
·
J-STAGE
·
NDL
·
dlib.jp
·
ジャパンサ?チ
·
TWL
（
2017年9月
）
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回?しているブラックホ?ル（
カ?解
）の周?には事象の地平面の外側に
エルゴ領域
が生じる。エルゴ領域では慣性系の引きずり?果が生じ、粒子や光は一点にとどまることができない。しかし、事象の地平面とは異なり外部への?出は可能である。
| 一般相?性理論
|
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| アインシュタイン方程式
|
入門
??的定式化
?連書籍
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事象の地平面
（
、
英
:
event horizon
）は、
物理?
?
相?性理論
の?念で、情報?達の境界面である。
シュバルツシルト面
や
事象の地平線
（
）
ということもある。
情報は
光
や
電磁波
などにより?達され、その最大速度は
光速
であるが、光などでも到達できなくなる領域（距離）が存在し、ここより先の情報を我?は知ることができない。この境界を指し「事象の地平面」と呼ぶ。
ブラックホ?ル
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]
重力
が大きく、光でさえも?出不可能な天?を
ブラックホ?ル
という。?って、ブラックホ?ルの存在は、ブラックホ?ルに落ち?む物質が放つ放射や、ブラックホ?ル近傍の天?の運動など、間接的な?測事?に?ることになる。ブラックホ?ルは、
一般相?性理論
が予言する産物であり、
M87
および
銀河系
の中心にあるブラックホ?ルは?に直接?測された。
一般相?性理論において、ブラックホ?ルを?密に定義すると、「情報の?達が一方的な事象の地平面が存在し、
漸近的に平坦
ではない方の時空の領域」ということになる。このように??的には?密に定義されても、例えば?値シミュレ?ションで、事象の地平面を特定するのは難しい。未?永劫にわたって、その領域が外側と因果?係を持たないことを示さなければならないからである。そこで、「
見かけの地平面
(
apparent horizon
)」という?念がよく利用される。
簡?にブラックホ?ルの大きさを評?する方法として、
シュヴァルツシルトの解
が表す
シュヴァルツシルト半?
がある。球????空でのブラックホ?ル解を表す
シュヴァルツシルトの解
では、事象の地平面がシュヴァルツシルト半?と一致する。そのため事象の地平面をシュヴァルツシルト面と言うことがある。地球のシュヴァルツシルト半?は約9mmである。また、我?の銀河（天の川銀河）のそれは太陽系の大きさのおよそ30個分である。
天?の持つ
質量
により、その天?の中心から事象の地平面が形成されるまでの距離は異なる。普通の天?の半?はシュヴァルツシルト半?よりも大きくその天?の情報を得ることが可能である。しかし
重力崩?
で?縮すると、その天?の全質量が事象の地平面より小さい領域に押し?まれ、もはや情報を得ることが不可能となる。
宇宙の地平面 （宇宙の地平線）
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]
宇宙の地平面とは
?測可能なもっとも遠い宇宙の空間あるいは宇宙の時空
であり、?測上の「宇宙の果て」である。一般的に
宇宙
は膨張していると考えられており、距離が離れているほど地球からの後退速度（宇宙論的固有距離の?化量を宇宙時間で微分した値）が速く、ある距離（ハッブル距離）以上は光速以上の速さで離れる
[注 1]
。地球に向かう光が常に光速以上で遠ざかる空間にとどまるという?件下では、その光は地球には永遠に?かない。このとき光が?く限界の時空面を
宇宙の事象的地平面
という。事象的地平面は我?が?測できる個?の天?がどの時代の姿まで?測できるかを示している。
現在
?測
される天?のなかには、光速を超えて地球から遠ざかっているものも存在する。このような天?が?測できるのは、天?から放たれた光が光速以上で遠ざかる空間から?け出て次第に地球からの後退速度が緩やかな空間に入るからであり、「地球から光速で遠ざかる空間＝宇宙の地平面」ではない。赤方偏移Zの値が1.7程度の天?は、今地球で?測される光を放ったときちょうど光速で遠ざかっていたので、これよりも赤方偏移の大きな天?は超光速で地球から遠ざかっていたことになる。そのような天?はすでに1000個程度?測されている。
また、現在地球から?測できる最も古い光が放たれた場所の、現在の位置を光子の
粒子的地平面
という。現在の光子の粒子的地平面は地球を中心とする半?約450億光年の球の表面となり、この球面の半?は光速の約3.5倍の速さで大きくなり、我?が今?測している光を放ったとき（
宇宙の晴れ上がり
）には光速の約60倍もの速度で遠ざかっていた。光子以外の粒子による粒子的地平面は光子のそれよりも遠く伸びる場合がある。たとえばニュ?トリノによる粒子的地平面は光子の粒子的地平面よりも大きいと考えられる。なぜなら光は直進できるようになるまで「宇宙の晴れ上がり」を待たねばならなかったが、ニュ?トリノはそれ以前に直進していると考えられるからだ。
また、私たちの?する宇宙は光子を含む電磁波の?測によって??できる空間の限界を示す光子の粒子的地平面を超えて、はるかに?大に?がっていると考えられている。
加速運動
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等?原理
により、加速運動する系から見ると重力が?生し、事象の地平線が生じる。1G (9.8 m/s
2
) で加速する系から見れば、後方約1
光年
に平面?の地平面が?生する。
しかしこの地平面は加速運動による一時的なものであり、加速が止まれば消滅する。
脚注
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]
注?
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- ^
宇宙の膨張は空間そのものの膨張であるため、光速を超えても相?性理論に反しない。空間の膨張は一般相?性理論の範疇であり、物?の運動が光速以上にならないのは特殊相?性理論の範疇における運動においてである。
?連項目
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| 特?
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| モデル
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| 問題
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| 計量
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| ?連項目
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