「疑わしいブラックホール」に関する記事の紹介
フランス語訳：
ブラックホールの存在に疑問を投げかける。
著者：
ジャン＝ピエール・ピエット、マルセイユ・ピエール・ミディ天文台、オルセー・クリ研究機関。
この研究は10年間の努力の結晶である。30年間、天文学者は「ブラックホール」という言葉を口にするのが常となった。この言葉は一般の人々を惹きつける。多くの本がこのテーマに捧げられている。しかし、観測的な裏付けは欠如している。「ブラックホールは存在しないことによって輝いている」とも言えるだろう。しかし、宇宙は広大である。我々の銀河には少なくとも1000億から2000億の星が存在する。
観測によって、例えばクエーサーなどの特定の対象の存在が明らかにされた。現在では4000以上が知られている。しかし、それらの対象が一体何であるか、どのようにして形成され、どのように進化し、どのくらいの期間生きるのかについては、まだ何も知らない。実際には、それらについて何も知らない。それらは、かつてメシエが天体の分類に使った「星雲」のように、単に分類されているに過ぎない。
明らかに、一部のクエーサーは、銀河のような形をした構造の中心に存在している。このような銀河は「活動銀河核」と呼ばれ、その意味は「何でもない」し、「何でもある」ようなものである。なぜなら、その活動の性質について何も知らないからである。例えば、エネルギー源が何かについても知らない。
現代の天文学は、あまりにも簡単に満足してしまう。次の質問に対して、
- クエーサーとは何か？
天文学者は、
- 活動銀河の核である。
と答える。そして次の質問に対して、
- 活動銀河とは何か？
彼は、
- 中心にクエーサーを持つ銀河である。
と答える。
最近、数年前に「ガンマ線バースト」という現象が発見された。毎日1つずつ観測されている。雑誌「Ciel et Espace」は一時、表紙に「ガンマ線バースト：ついに解明された謎」と掲げた。その記事の中で、ガンマ線バーストが検出された場所に、小さな明るい斑点が見つかったという。つまり、謎を解くとは、その空の領域がガンマ線バーストだけでなく光を発していることを知ることである。
これは少し、貧弱ではないだろうか？
逆に、他の対象については、観測される前から、かなり正確に予測されてきた。その典型例は超新星である。アメリカの天文学者（スイス出身）フリッツ・ツヴィッキーが1931年にカリフォルニア工科大学で行った有名な講演で、質量が20個の太陽質量以上であるような星は、数日で急激に明るくなり、その現象は20日ほど続くと予測した。これは非常に注目すべき予測だったが、当時はあまり真剣に受け止められなかった。しかしツヴィッキーは粘り強く、最初の超新星を発見した。現在では何百もの超新星が確認されている。中性子星や白亜星も同様である。これらは後にパルサー（回転する中性子星）として識別された。この分野には、何百もの個体が確認されている。
ブラックホールは、ある問題に対する答えとして提案された。つまり、ある「臨界質量」を超えた中性子星の運命である。このようにして識別された中性子星は、陽子のない巨大な原子核に似ている。なぜこれらの対象は中性子だけから構成されているのか？
中性子星は、大質量星が爆発した後に残る鉄の核と考えられている。大質量星では、その一生の間に多くの種類の核融合反応が起こる。最終的には鉄が生成され、これ以上核融合反応は起こせなくなる。この鉄は重いため、星の中心に沈み込む。これは、火炉の灰のようなものである。星が核融合の燃料を失ったとき（ツヴィッキーが理解していたように）、星は約80,000キロ/秒で自身に落下する（正確には数キロ/秒の誤差がある）。この鉄の核に衝突したガスは強く圧縮される。ガスはその上を跳ね返るだけでなく、その過程で多くの核融合反応が起こる。これらの反応はもはやエネルギーを外部から得る必要はなく、星自身の急激な収縮からエネルギーを得る。このとき、すべての可能な核種と想像できる核種が生成され、その中には寿命が非常に異なる放射性原子も含まれる。1987年にマゼラン雲にある星Sanduleakの爆発を観測したことで、このような現象の存在が最終的に確認された（距離は約15万光年）。
この現象は鉄の核を完全に潰し、その原子を破壊する。その結果、電子は核子の間を移動するのに十分なスペースを失い、捕らえられ、陽子と結合して中性子とニュートリノを生成する。
通常、ガスを圧縮すると、圧力という現象がその圧縮を妨げる。これは液体や固体でも同様である（すべてが圧縮可能である）。例えば、若い星が生まれるとき、ガスの塊が自身に圧縮される。しかし、その圧縮により温度が上昇し、圧力がその収縮を制限する。これは非常に効率の悪い放射体であり、星が実際に真の星になるためには、放射（赤外線）によってエネルギーを失う必要がある。ただし、もし質量が十分でなければ、それは「巨大な木星」となり、太陽から受け取るエネルギーより多くを放射するが、星にはならない。
超新星の爆発によって鉄の核が圧縮されると、その核は膨大な量のニュートリノを放出してエネルギーを放出する。この場合、放射冷却は瞬時に起こり、ニュートリノが簡単に逃げ出せるため、反対方向の圧力は存在しない。したがって、鉄の部分は悲惨に潰れ、中性子の塊が残る。それは、通勤ラッシュの電車の中の日本人のように、ぎゅうぎゅう詰めに圧縮されている。
なぜ臨界質量があるのか？なぜなら、中性子は最大限の圧力しか耐えられないからである。これは、鉱山の井戸に詰められた電球のようなものである。電球の高さが一定以上になると、ガラスが割れ、井戸の底に割れたガラスの雲が崩れ落ちる。
中性子星の質量が太陽の質量の2倍以上になると、その中心部の圧力が大きくなりすぎ、中性子は耐えられなくなる。その結果、中性子星は、既知の物理現象によって妨げられることなく、自身に崩壊する「重力収縮」を起こすとされている。これは物理学者にとって非常に不安な未来である。
中性子星が収縮する前に、それは「相対論的」であり、「ニュートン的対象」と対照的である。これは、近くの「証拠となる粒子」（例えば、任意の質量を持つ粒子や原子）の軌道の形状に現れる。空間時間の曲がりが水星の楕円軌道の進化を引き起こすことは知られているが、その進化は非常にわずかである。一方、以下の図はコンピュータによる計算から抽出されたもので、非常に強い進化を示している。それは、ほぼ楕円軌道のものである。