ブラックホールって？？

ワームホール(Wormhole)は、時空構造のトポロジーとして考えうる構造の一つで、時空のある一点から別の離れた一点へと直結する空間領域でトンネルのような抜け道を指す。もし、ワームホールが通過可能な構造であれば、そこを通ると光よりも速く時空を移動できることになる。ワームホールという名前は、リンゴの虫喰い穴に由来する。リンゴの表面のある一点から裏側に行くには円周の半分を移動する必要があるが、虫が中を掘り進むと短い距離の移動で済む、というものである。ジョン・アーチボルト・ホイーラーが1957年に命名した。

ワームホールは、アインシュタイン-ローゼンブリッジとも呼ばれるが、現在のところ、数学的な可能性の1つに過ぎない。シュヴァルツシルトの解で表されるブラックホール解は、周りの物質を何でも呑み込む領域を表すが、数学的にはその状況を反転したホワイトホールも存在する。ブラックホールとホワイトホールを単純に結んでワームホールと考えてもよいが、この場合は通過不可能である。電荷を加えたブラックホールでは、通過可能になり得るが、元の場所へは戻ってこられない。また、観測的には、ホワイトホールのような領域の存在を示唆する事実は全くない。

しかし、通過可能なワームホールを考えることは研究上の遊びでもあり、キップ・ソーン(Kip Thorne)らの1988年の論文を端緒に市民権を得ている。小説「コンタクト Contact」を執筆中だったカール・セーガン(Carl Sagan)は、地球外生命との接触が可能になるようなシナリオをなんとか科学的に作れないか、とソーンに話を持ちかけたのがきっかけだったという。ソーンらは「通過可能であるワームホール(traversible wormhole)」を物理的に定義し、アインシュタイン方程式の解としてそれが可能かどうかを調べた。そして、「もし負のエネルギーをもつ物質が存在するならば、通過可能なワームホールはアインシュタイン方程式の解として存在しうる」と結論し、さらに、時空間のワープやタイムトラベルをも可能にすることを示した。ただし、ここでの研究は、現在の技術では制御が難しい高密度の負のエネルギーの存在を前提としており、また、どうやってワームホールを通過するのか、あるいは出口がどこなのかは全くの未知の問題として棚上げされた上での研究である。後に、ソーンの考えたワームホール解は不安定解であることも、数値計算から報告されている。

CERNによると、「宇宙線の中にはLHCよりもエネルギーが格段に高い陽子が存在し、大気の分子と衝突して、さまざまな粒子を生み出している。もし本当にLHCでブラックホールが生成できるなら、宇宙線によってもミニブラックホールが大気圏内で生成されているはずだ。にもかかわらず、地球はブラックホールに呑み込まれていない。」このことを根拠に極小ブラックホールが生成されたとしても、すぐに消滅するものとしている。（ニュートン2008年10月号より）

1908年ロシアの森林上空で起きたツングースカ大爆発の原因を、小型ブラックホールが地球を通り抜けたものとする説が1973年テキサス大学の物理学者らにより提唱されたが、その後にそれでは説明できず現実的ではないとする反論が掲載されている(Nature, 250, 555 (1976))。なお最近、「当時、彼等の説が広く支持されることはなかったが、その後のホーキング放射説により見直されている」 と主張する向きもあるものの、これは無理な主張である。まず第一に、天文学・地質学等の分野でこのような説が見直されている事実はない。また自然科学的にも、宇宙の誕生時に生成したマイクロブラックホールが百数十億年の歳月を経て、たまたま地球の大気圏内を通過している最中にちょうど寿命がきて蒸発するなどと言うのは確率論的にあり得ない。そもそも、観測された事実は小型の天体が空中で崩壊したと仮定すれば無理なく説明できるため、そのような異常に低確率な過程を持ち出す合理的な根拠はない。