想像から観測へ
1783年、英国の聖職者ジョン・ミッチェルは脱出速度が光より速い「暗い星」を想像しました。1915年にアインシュタインが一般相対性理論を発表すると、第一次世界大戦の前線にいたドイツの天文学者カール・シュヴァルツシルトが数週間で方程式の解を求め、光が脱出できない境界があることを示しました。アインシュタインでさえそんな天体は実在しないと考えましたが、1967年にジョン・ホイーラーが「ブラックホール」という名を広め、1971年にはくちょう座X-1が最初の候補として確認されました。2015年にLIGOが2つのブラックホールの合体による重力波を初検出し、2019年にはイベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）がM87銀河中心のブラックホールの影を初めて撮影しました。
できる仕組みと構造
太陽の約20倍以上の重い恒星は核燃料を使い果たすと自らの重力に耐えられず崩壊し、ブラックホールになります。光が脱出できない境界を事象の地平面といい、その半径（シュヴァルツシルト半径）は太陽質量なら約3kmです。中心には密度が無限大になる特異点があると計算されますが、量子重力理論なしには正確には分かりません。ブラックホールに近づくと足と頭の重力差で体が麺のように引き伸ばされる「スパゲッティ化」が起こります。恒星質量ブラックホールのほか、銀河の中心には太陽の数百万〜数十億倍の超大質量ブラックホールがあり、天の川銀河中心のいて座A*も2022年に撮影されました。
ホーキング放射と残る謎
1974年、スティーヴン・ホーキングは量子効果によってブラックホールもごく弱い熱放射を出してゆっくり蒸発するという「ホーキング放射」を予言しました。すると吸い込まれた情報は消えるのかという「情報パラドックス」が生じ、これは量子もつれの研究とつながって今も物理学の大きな未解決問題です。2020年のノーベル物理学賞は、ブラックホール理論のロジャー・ペンローズと、いて座A*を観測したゲンツェルとゲッズに贈られました。
よくある質問
- ブラックホールに落ちるとどうなる？
- 小さなブラックホールなら地平面の手前でスパゲッティ化で引き裂かれ、超大質量なら地平面を越えてもすぐには気づかないこともあります。
- ブラックホールが地球をのみ込むことはある？
- 最も近いブラックホールでも1,500光年以上離れており、危険はありません。
出典確認日：2026-10-26
参考文献
- Schwarzschild, K. (1916). Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie.
- Hawking, S. W. (1974). Black hole explosions? Nature, 248, 30–31.
- Event Horizon Telescope Collaboration. (2019). First M87 Event Horizon Telescope results. I. ApJL, 875, L1.