目次

プロローグ ついにブラックホールが“見えた”!

  世界を熱狂させたブラックホールを巡る二つの大成果/映画の中でリアルに描かれたブラックホール/ブラックホールは“底なしの穴”/多数見つかっていたブラックホールの「候補天体」/ブラックホールは宇宙の中では極めて小さい

  コラム 「ブラックホール」という呼び名はいつ生まれた?

第1章 ブラックホールとは何なのか

  1 ブラックホール=脱出不能の球状の空間

  ブラックホールはどんな穴?/ブラックホールは物体を“吸い込む”わけではない/ブラックホールの内部は事実上の“別世界”/ブラックホールの中では、光は外向きに進めない/ブラックホールは物質を飲み込んで大きくなっていく/ブラックホールは重さが2倍になると、半径が2倍になる/ブラックホールはなぜブラック?

  2 ブラックホール=曲がった空間

  一般相対性理論によってブラックホールの存在が予言された/重い物体のそばほど、空間が大きく曲がっている/空間の曲がりが重力を生み出す/自転しているブラックホール/ブラックホールの自転によって、空間が“引きずられる”

  3 ブラックホールの近くでは時間の流れが遅くなる

  ブラックホールの表面では時間が止まる!/速く動くほど、時間の流れが遅くなる

  コラム 重力は長い間「謎の力」だった

第2章 ブラックホールとはどんな天体なのか

  1 ブラックホールの種類

  ブラックホールは重さで「三つのタイプ」に分けられる/「恒星質量ブラックホール」は重い恒星が死ぬときに形成される/軽い恒星は死後に白色矮星を残す/重い恒星は死後に中性子星かブラックホールを残す/太陽系サイズの「超大質量ブラックホール」/超大質量ブラックホールはどうやってできたのか?/謎多き「中間質量ブラックホール」/宇宙誕生時に生まれた「原始ブラックホール」も存在?

  2 ブラックホールの周囲の構造

  引き寄せられた物質は「降着円盤」を形作る/降着円盤は摩擦で高温になって明るく輝く/極めて明るく輝く「活動銀河核」/ジェットの長さは数百万光年に達することもある

  コラム 宇宙を支配する「ダークマター」の正体は原始ブラックホール?

第3章 ブラックホールはどうやって見つかったのか?

  1 はくちょう座X-1

  宇宙からのX線観測で見つかった「はくちょう座X-1」/太陽の30倍の重さの恒星を振りまわしていた!

  2 クェーサー

  超遠方の謎の電波源/スペクトルは天体の“指紋”/遠くの天体からやってきた光は波長が伸びる

  3 いて座Aスター

  我が銀河の中心にも超大質量ブラックホールが存在した

第4章 “仮想”ブラックホール有人探査

  1 どうやって行く?

  ブラックホールはめちゃくちゃ遠い!/ワームホールを使えば、遠くのブラックホールにすぐに到着できる

  2 安全にブラックホールを探査する方法

  恒星質量ブラックホールに宇宙船が近づくと破壊される!

  3 降着円盤をもつブラックホールはどう見える?

  ブラックホールは“そのままの姿”では見えない/降着円盤は左右で見え方が異なる

  4 周囲に何もないブラックホールはどう見える?

  周回軌道には「限界」がある/近づいていくとブラックホールは見かけ上、巨大化していく/ブラックホールを使って未来へのタイムトラベルを実現するには…/遠くの基地からブラックホールを見ると…/ブラックホールに入るとどうなる?

  コラム 潮汐力が「氷の衛星」で生命を育んでいるかも?

第5章 ブラックホールが発した重力波をとらえよ!

  1 重力波とその検出方法

  重力波による空間の伸び縮みはごくごくわずか/幻に終わった「共振型重力波検出器」による“初検出”/レーザー光を使った「レーザー干渉計型検出器」が主流に

  2 重力波の初検出

  重力波が確かに存在する間接的な証拠/予言の約100年後、ついに重力波がとらえられた!/太陽三つ分の質量が重力波のエネルギーに転化した!

  3 残された謎

  LIGOがとらえたブラックホールは不自然に大きかった/「ファーストスター」が謎のブラックホールの起源?/謎のブラックホールは「原始ブラックホール」?

  4 重力波観測網の充実

  日本の重力波望遠鏡KAGRAの今後の活躍に期待

  5 背景重力波の観測

第6章 ブラックホールの写真を撮影せよ!

  1 撮影はなぜ難しいか

  狙うは銀河中心の超大質量ブラックホール/大きな望遠鏡ほど“視力”が向上する/地球サイズの仮想的な巨大望遠鏡を構築

  2 ついにとらえられたブラックホール・シャドウ

  イベント・ホライズン・テレスコープの視力は300万!/ブラックホール本体の大きさは光のリングの2・5分の1/いて座Aスターの撮影にも成功!/その後も成果を出し続けるイベント・ホライズン・テレスコープ

最終章 ブラックホールを研究することの意義

  ブラックホールの研究は「宇宙誕生の謎」の解明にもつながる/空間は幻かもしれない

あとがき

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