これは人類史上初のブラックホールの寫真だ。北京時間10日午後9時頃、中國を含む世界各地の天文學者が初のブラックホールの寫真を同時公開した。ブラックホールが予言されてから百年になるが、人類に目撃されるのはこれが初めてだ。

　今回の歴史的な発見の裏側に隠された秘密を、次の分かりやすい対話形式で明らかにしていこう。

　ーやぁブラックホールさん、まずは自己紹介を。

　ブラックホール：私は100億年以上生きているが、ついに人類に寫真を撮影されることになりました。私の寫真を撮ってくれたのは、口徑が地球サイズの「仮想」望遠鏡です。200人以上の科學研究者が地球各地にある8つの電波望遠鏡を組み合わせ、ついに私の顔を撮影したのです。

　ーブラックホールさん、あなたはこれまでは「噂」に過ぎなかったのですね？

　ブラックホール：その通りです。

　解説：『インターステラー』などのSF映畫で、私たちはブラックホールの姿を「確かに」目にしたことがあるが、あのような映像は映畫監督の「獨りよがり」な想像に過ぎない。ブラックホールの真の姿を目にした人はいなかった。

　約100年前、アインシュタインを始めとする偉大なる科學者は、大質量恒星は燃料が盡き命の終結を迎えた後、內部の中心に向かい崩壊しつつ集まり、最後にブラックホールを形成すると予言した。

　ブラックホールは當初、ニュートンの萬有引力の法則、アインシュタインの一般相対性理論の公式と方程式にしか存在しなかったため、あまりにも人類の理解を超えていた。最も早く予言した人でさえも、その実際の存在を疑っていたほどだ。今回の國際協力に參加した中國科學院上海天文臺の沈志強臺長は、「人類は2015年に初めて2つのブラックホールが合體することにより発生した重力波を検出し、ブラックホールの存在を力強く証明した。しかしこれは間接的な証明に過ぎなかった」と説明した。

　ーあなたはいったいどこに隠れていたんですか？

　ブラックホール：私とあなたの間の距離ということならば、5500萬光年離れていたことになります。

　解説：

　沈志強氏：人類が撮影したこのブラックホールは、おとめ座にある銀河「M87」の中心にあり、地球から5500萬光年離れている。私たちの銀河系も、おとめ座銀河団の一部だ。

　ーあなたは限りないほど大きいそうですが、どのぐらいの大きさなんですか？

　ブラックホール：違います。私はとても重いですが、體積は小さいです。

　解説：多くの人はブラックホールの大きさは、人類の直観的な認識を上回ると想像している。しかし今回の國際協力に參加した中國科學院上海天文臺の路如森研究員は、「ブラックホールは質量と密度が想像を上回るほど大きいだけだ。例えば今回撮影されたブラックホールの質量は太陽の65億倍で、特大質量ブラックホールだ。ところが體積は小さく、その內部にほぼ隙間がないほどだ」と説明した。

　沈氏は例を挙げ、「例えば太陽をブラックホールに変えようとするならば、太陽を非常に小さな半徑の空間內に圧縮しなければならない。そうなれば、この太陽はブラックホールと名を変えることができる。これには非常に強力な引力があり、周囲のガス、塵、さらには近くの恒星と小さなブラックホールを飲み込むことができる。強い重力により、ブラックホールは極めて暴力的なやり方により陣地を広げ、自分の縄張りを示す」と話した。

　ーあなたは初の寫真でどこを撮影されたのですか？

　ブラックホール：私の橫顔の輪郭です。

　解説：今回の國際協力に參加した論文発表チームのメンバーの一人である、中國科學院上海天文臺の袁峰副臺長は「寫真の黒く丸い影の中央には、ブラックホールの真の姿が隠されている。外側の光の輪は、ブラックホールの周辺のガスが出す光だ。そのため正確に言えば、初の寫真が撮影したのはブラックホールの輪郭だ」と説明した。

　ーブラックホールさん、あなたは本當に黒いんですか？

　ブラックホール：外側は黒いのですが、中は黒くないかもしれません。

　　解説：ブラックホールは底なし沼のようなもので、光であってもそこから出ることはできない。しかし科學者の故スティーブン?ホーキングは、ブラックホールは想像されるほど暗くなく、その中から逃げ出すこともできると推測した。

　沈氏は「寫真を見ると、ブラックホールの勢力範囲の中は確かに真っ暗だが、その範囲の中にある質量が非常に大きく體積が非常に小さな天體がどんな色をしているかについては、寫真ではまだはっきりしない」と述べた。

　ブラックホールに飲み込まれたものに、SF映畫が想像するような「脫出ルート」があるかについて、路氏は「まだ分からない。寫真で目にすることができず、ないかもしれない」と述べた。

　ー物理の教科書の一部の理論は時代遅れになったそうですが？

　ブラックホール：喜ぶのはまだ早いですよ。

　　解説：科學者は2016年、人類が2015年に初めて観測した重力波のデータを分析した後、ブラックホールの周辺では一般相対性理論が通用しないと表明したが、これは本當だろうか。

　ブラックホールの初の寫真は、この謎を明らかにした。袁氏は「ブラックホールの寫真が撮影されるまえ、科學者は一般相対性理論に基づき、ブラックホールの周辺の暗いエリアと光の輪の構造を正確に計算した。ブラックホールの寫真を撮影した後、実際の狀況が計算結果と一致することが分かった。観測結果も、一般相対性理論を検証した」と述べた。

　しかし沈氏は、現時點ではブラックホールの內側を目にすることができないため、そこの法則が人類の物理の法則と食い違うかについては不明と話した。

　ー人類が待ちに待った寫真が撮影されましたが、その後はどうなるのでしょうか？

　ブラックホール：私が宇宙で最も凄まじい存在であるかを知りたくないのですか？

　解説：袁氏は「ブラックホールの初の撮影は、人類がブラックホールを認識する歴史的な一歩を踏み出したに過ぎない。今後は観測する望遠鏡の數、分解能を増やしていく。さらには宇宙により鮮明度の高い望遠鏡を作る可能性も否定できない」と話した。

　沈氏は「詳細な點がよりはっきりした、角度がより多様なブラックホールの寫真を短時間內に撮影し、いつの日か宇宙で系統的なブラックホールの調査を展開したい。これは一般相対性理論など、人類の基礎的な科學の理論をさらに検証する。またブラックホールがどのような存在であるのか、銀河の中心の壯大な渦はどのように形成されるのか、宇宙はどれほど大きいのか、いかに形成され変化していくのかを突き止める一助になる」と述べた。

　「我々は何者か　我々はどこから來たのか  我々はどこへ行くのか」という人類の「究極の3つの問い」の答えは、ブラックホールの所にあるのだろうか。

　今後に期待しよう。

「中國網日本語版（チャイナネット）」2019年4月11日