宇宙論

銀河の中心にあるこのブラックホールは、銀河が形成される前に始まったのでしょうか? NASA、ESA、STScI、オーラ。 S. スマート/ベルファストのクイーンズ大学 偉大な哲学者サミュエル・バトラーが 1878 年に書いたように、「ニワトリは卵が別の卵を作る手段に過ぎない」とすれば、銀河はブラックホールが別のブラックホールを作る手段に過ぎないかもしれません。つまり、先に来た問題ではブラックホールが勝つようです。 私たちがこれまでに見たすべての巨大銀河は、全宇宙にわたって、その中心に超大質量ブラックホールを持っています。この 2 つは密接に関連しています。銀河のすべての物質がブラック ホールに供給され、ブラック ホールが銀河の進化を形作ります。しかし、この共生がどのように始まるのかは、宇宙論における長年の疑問です。ブラックホールが形成され、その周囲に物質が集まって銀河が形成されるのでしょうか、それとも銀河が成長し、その後中央で崩壊してブラックホールを形成するのでしょうか? この疑問の中心部分は、超大質量ブラックホール自体が明らかに不可能であるということである。それらは存在するには大きすぎるのです。少なくとも、ビッグバンから 5 億年も経っていない当時、存在し始めたには大きすぎます。成長には長い時間がかかるように聞こえるかもしれないが、ビッグバンが1月1日、今日が12月31日として宇宙の一生をカレンダーに例えると、最初の超大質量ブラックホールは1月中旬にはすでに太陽の数億倍の質量になっていたことになる。私たちが理解している物理法則によれば、これほど急速に巨大化することがあり得る明白な方法はありません。 私たちが知っている限り、超大質量ブラックホールを作成するには 4 つの方法があります。最も直感的なのは、大質量星が崩壊するときに形成される、古い通常の恒星質量ブラックホールの合体によるものです。しかし、星が成長するだけでも数億年から数十億年かかり、その後、星は崩壊して合体を続けなければなりません。これらすべてを行うには時間が足りませんでした。 2つ目は、いわゆる巨大シードの形成によるもので、おそらく原始星と呼ばれる最も初期の星、あるいは暗黒物質でできた星、さらには星団から非常に大きくなるだろう。しかし、それは単なる危険な仕事です。なぜなら、まだ宇宙の非常に早い段階でその種を形成する必要があるからです。また、私たちが取り組める時間は 5…