【物理学】もし僕がブラックホールに飲み込まれるとしたら、どうなりますか？

ChatGPT先生に聞いてみました。

Q：もし僕がブラックホールに飲み込まれるとしたら、時空が歪んでいるので、外から見たら、動きが止まったように見えるのでしょうか？だとすると、外から見ている人からは、僕は永遠にブラックホールに飲み込まれないように見えるのでしょうか？

A：はい、あなたの理解は正しいです。ブラックホールに落ちる物体を外から観測すると、相対性理論によると、時空の歪みによってその物体の時間が遅れるように見えます。

具体的には、ブラックホールに近づくにつれて、重力が非常に強くなるため、その物体の時計は外部の観測者にとって次第に遅れていきます。そして、ブラックホールの「事象の地平面」（イベントホライズン）に近づくと、その物体の動きは外部の観測者にとって極端に遅くなり、ついには動きが止まったように見えます。

このため、外部の観測者から見ると、あなたは永遠にブラックホールに完全に飲み込まれることはなく、事象の地平面上で「凍りついた」ように見えることになります。しかし、実際には、物体自身は事象の地平面を越えてブラックホールの内部に落ち込み続け、外部の観測者にはその様子は見えなくなります。

要するに、外部から見ると、あなたは永遠にブラックホールに飲み込まれないように見えるものの、実際にはブラックホールの中に落ちているという状態になります。

Q：「外部から見ると、あなたは永遠にブラックホールに飲み込まれないように見えるものの、実際にはブラックホールの中に落ちているという状態になります。」とのことですが、もう少し詳しく説明してください。 実際にブラックホールの質量は増えるのですか？外から見たら、僕はブラックホールの表面でぺったんこになっているというわけではないのですか？

A：この現象は非常に興味深く、相対性理論の結果として現れる効果です。詳しく説明しますね。

1. 外から見た場合の視点:

ブラックホールに落ち込む物体（例えば「あなた」）を外部の観測者が見ているとします。相対論的効果のため、あなたがブラックホールの事象の地平面に近づくにつれて、あなたが送る光（例えば、あなたから反射される光や放射される光）はどんどん赤方偏移し、時間が遅れて見えるようになります。

• 時間の遅れ: 外部の観測者から見た場合、あなたの動きは次第に遅くなり、最終的には事象の地平面に達した時点で時間が完全に停止したように見えます。

• 赤方偏移: あなたが発する光は無限に赤方偏移し、最終的には光が見えなくなります。これにより、外部の観測者にはあなたが事象の地平面上で「凍りついた」ように見えます。

2. ブラックホール内部での実際の状況:

実際には、あなたはブラックホールの事象の地平面を越えて内側に落ち込んでいきます。事象の地平面を越えると、そこからの情報（光や信号など）は外部には届かないため、外部の観測者にはあなたがどのような状態にあるかは知ることができません。

• 内部の物理: 事象の地平面を越えた後、あなたはブラックホールの中心（特異点）に向かって落ち続けます。この間、強い潮汐力により身体は非常に強く引き伸ばされます（この効果は「スパゲッティ化」と呼ばれます）。最終的には、特異点に到達し、物理学的には無限に強い重力場で圧縮されると考えられています。

3. ブラックホールの質量について:

あなたがブラックホールに落ち込むと、その質量がブラックホールに加算されます。つまり、ブラックホールの質量は増えます。これは、外部の観測者が見る「停止した」あなたの映像とは無関係に、実際に起こることです。質量はブラックホールの中に吸収され、ブラックホールの全体的な質量と事象の地平面の大きさが増加します。

4. 外から見た視覚的イメージについて:

外部の観測者には、あなたが事象の地平面に近づくにつれて、「ぺったんこ」になっていくかのように見えるかもしれませんが、これはあくまで視覚的な効果であり、物理的に実際にぺったんこになるわけではありません。視覚的には、あなたは事象の地平面上で凍りついたように見えるかもしれませんが、物理的にはあなたはすでにブラックホールの内部にいます。

結論

外部の観測者には、あなたは永遠にブラックホールに吸い込まれないように見える一方で、実際にはあなたはブラックホール内部に落ち込んでおり、ブラックホールの質量は増加しています。この矛盾したように思える現象は、相対性理論が予測する時間と空間の変形によるものです。