Can a black hole be destroyed? - Fabio Pacucci

翻訳: Masako Kigami 校正: Tomoyuki Suzuki

Black holes are among the most destructive objects in the universe.

ブラックホールは 宇宙で最も破壊的な天体です

Anything that gets too close to the central singularity of a black hole,

ブラックホールの中心にある 特異点に近づき過ぎたものは

be it an asteroid, planet, or star,

小惑星、惑星、恒星であろうと

risks being torn apart by its extreme gravitational field.

その極めて高い重力場により 引き裂かれる危険性があります

And if the approaching object happens to cross the black hole’s event horizon,

接近してくる天体が ブラックホールの事象の地平面を横切ると

it’ll disappear and never re-emerge,

消滅し ２度と現れることはありません

adding to the black hole’s mass and expanding its radius in the process.

その過程で ブラックホールの質量に加わり 半径が増加するだけです

There is nothing we could throw at a black hole

ブラックホールに 何を投げ込んだとしても

that would do the least bit of damage to it.

一切ダメージを与えることはありません

Even another black hole won’t destroy it–

別のブラックホールをもってしても 破壊されることはなく

the two will simply merge into a larger black hole,

２つのブラックホールは融合して より大きいブラックホールになるだけで

releasing a bit of energy as gravitational waves in the process.

この時 重力波として エネルギーを少し放出します

By some accounts,

所説ありますが

it’s possible that the universe may eventually consist entirely of black holes

いつか遠い未来に宇宙は ブラックホールだけに

in a very distant future.

なるかもしれません

And yet, there may be a way to destroy, or “evaporate,” these objects after all.

それでも ブラックホールが破壊されるか 蒸発することがあるかもしれません

If the theory is true,

仮説が正しいなら

all we need to do is to wait.

私たちは待つだけで良いのです

In 1974,

1974年

Stephen Hawking theorized a process

スティーヴン・ホーキングは

that could lead a black hole to gradually lose mass.

ブラックホールが徐々に 質量を失っていくという説を提唱しました

Hawking radiation, as it came to be known,

ホーキング放射として知られる この理論は

is based on a well-established phenomenon called quantum fluctuations of the vacuum.

真空の量子ゆらぎという 確立した現象に基づいています

According to quantum mechanics,

量子力学によると

a given point in spacetime fluctuates between multiple possible energy states.

時空のある点は 複数の可能な エネルギー状態の間でゆらぎます

These fluctuations are driven by the continuous creation and destruction

このゆらぎは 仮想粒子対の

of virtual particle pairs,

連続的な生成と破壊により 引き起こされます

which consist of a particle and its oppositely charged antiparticle.

この粒子対は 粒子と 逆の電荷をもった 反粒子で構成されます

Normally, the two collide and annihilate each other shortly after appearing,

通常 ２つの粒子が出現してもすぐに 互いに衝突して対消滅し

preserving the total energy.

この際 全エネルギーは保存されますが

But what happens when they appear just at the edge of a black hole’s event horizon?

ブラックホールの事象の地平面のすぐ近くに 出現する場合はどうなるのでしょうか？

If they’re positioned just right,

２つの粒子が ちょうど良い場所に位置していれば

one of the particles could escape the black hole’s pull

一方の粒子はブラックホールの 引力から逃れられ

while its counterpart falls in.

反粒子は ブラックホールに落ちます

It would then annihilate another oppositely charged particle

反粒子は 事象の地平面の内部にある

within the event horizon of the black hole,

逆の電荷をもった 別の粒子と対消滅し

reducing the black hole’s mass.

ブラックホールの質量は減少します

Meanwhile, to an outside observer,

一方 外部の観測者にとっては

it would look like the black hole had emitted the escaped particle.

ブラックホールが脱出した粒子を 放射したかのように見えます

Thus, unless a black hole continues to absorb additional matter and energy,

それ故 ブラックホールが 物質とエネルギーを新たに吸収し続けない限り

it’ll evaporate particle by particle, at an excruciatingly slow rate.

粒子１個ずついう 非常にゆっくりしたペースで蒸発します

How slow?

どの位 遅いのか？

A branch of physics, called black hole thermodynamics, gives us an answer.

ブラックホールの熱力学という 物理学の一分野が答えてくれます

When everyday objects or celestial bodies release energy to their environment,

日用品や天体が 周囲に放出するエネルギーを

we perceive that as heat,

私たちは それを熱として捉え

and can use their energy emission to measure their temperature.

その放出されたエネルギーを 温度の測定に用います

Black hole thermodynamics

ブラックホールの熱力学は

suggests that we can similarly define the “temperature” of a black hole.

ブラックホールの「温度」を 同様に定義することを提唱しています

It theorizes that the more massive the black hole,

理論によると ブラックホールの 質量が大きくなるにつれて

the lower its temperature.

温度は下がります

The universe’s largest black holes

宇宙最大のブラックホールは

would give off temperatures of the order of 10 to the -17th power Kelvin,

10のマイナス17乗K(ケルビン) のオーダー

very close to absolute zero.

つまり絶対零度に限りなく近い 温度を発します

Meanwhile, one with the mass of the asteroid Vesta

一方 小惑星ベスタの質量を持つ―

would have a temperature close to 200 degrees Celsius,

ブラックホールの温度は 200℃近くにもなり

thus releasing a lot of energy in the form of Hawking Radiation

ホーキング放射により 冷たい外側の空間に向けて

to the cold outside environment.

大量のエネルギーを放出します

The smaller the black hole,

ブラックホールが小さくなるほど

the hotter it seems to be burning–

燃えるかのように より熱くなり

and the sooner it’ll burn out completely.

より早く燃え尽きてしまいます

Just how soon?

どのくらい短いのでしょうか？

Well, don’t hold your breath.

息を殺す間もないくらいです

First of all, most black holes accrete, or absorb matter and energy,

まず 大抵のブラックホールは 物質やエネルギーを

more quickly than they emit Hawking radiation.

ホーキング放射よりも素早く 融合、吸収します

But even if a black hole with the mass of our Sun stopped accreting,

しかし ブラックホールが融合しなくなると それが太陽と同じ質量のものであっても

it would take 10 to the 67th power years–

10の67乗年かかり

many many magnitudes longer than the current age of the Universe—

完全に蒸発するには 現在の宇宙の年齢よりも

to fully evaporate.

はるかに 長い時間がかかるのです

When a black hole reaches about 230 metric tons,

ブラックホールが 230トン程度まで小さくなると

it’ll have only one more second to live.

あと１秒間しか存在できません

In that final second,

最後の１秒で

its event horizon becomes increasingly tiny,

事象の地平面は どんどん小さくなり

until finally releasing all of its energy back into the universe.

ついには 全エネルギーを 宇宙に放出します

And while Hawking radiation has never been directly observed,

ホーキング放射が 直接観測されたことはありませんが

some scientists believe that certain gamma ray flashes detected in the sky

天空で瞬間的に検知された 特定のガンマ線は

are actually traces of the last moments

宇宙の黎明期に形成された 小さな原始ブラックホールの

of small, primordial black holes formed at the dawn of time.

最期の痕跡であると 信じる科学者もいます

Eventually, in an almost inconceivably distant future,

最終的に ほとんど想像もできないほど 遥か遠い未来には

the universe may be left as a cold and dark place.

冷たく暗い宇宙が 残されるのかもしれません

But if Stephen Hawking was right,

でも ホーキングが正しいなら

before that happens,

そうなる前に

the normally terrifying and otherwise impervious black holes

通常 恐ろしく 他の手段では 破壊されることのないブラックホールは

will end their existence in a final blaze of glory.

最期に栄光の輝きを放ち 消滅することでしょう