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ホログラフィック原理
Image Credit & Copyright: E. Winfree, K. Fleischer, A. Barr et al. (Caltech)
写真の説明
 この画像は、1000の語の価値がありますか?
 ホログラフィック原理によれば、あなたがこの画像から得ることができる最も多くの情報は、通常の大きさに設定したコンピューター・モニターでのおよそ3×1065ビットです。
 ホログラフィック原理は、まだ証明されていないけれど、持つその情報内容の最大量がどんな表面にでも隣接した領域の近くにあると述べます。
 したがって、直観的に対抗して、部屋の内側の情報内容は、部屋の容積ではなくて、はねかえる壁の領域に依存します。
 原理は、プランク長、量子力学に典型的な重力を支配し始める長さ割合が、およそ1ビットの情報だけを持つことができる範囲の一方であるという考えに由来します。
 制限は、1993年に物理学者ジェラード・ホーフトによって最初に仮定されました。
 ブラックホールによって持たらされる情報が、その囲まれた容積によってでなく、その事象の地平線の外観の領域によって決めることが、一見遠くの推測から概念として現わすことができます。
 「ホログラフィック」条件は、たとえ平面が映画に向くとしても、3次元イメージが光を投影することによってつくられるホログラムの類似に起因します。
 この画像を見ている人の中には1065ビット×3を見ていると主張しないかもしれません。注視する人は、ティーポットを見ると主張するかもしれません。
 今日の宇宙画像は、立体視画像すなわちステレオグラム画像です。
 2002年4月30日号の焼き増しですが、NASAの説明をさらに説明もしていますので、今日の説明でわからないときに見てください。訳文は、若干変更しています。
 付録の立体視画像は、正に実験的なものです。
 関連としては、私の好きなブラック・ホールについて触れてみました。
 いろいろな観点から探ることも楽しいものですね。
 なお、立体視画像については、6月にでもロズウェル・シリ大学の宇宙画像学部立体画像学として研究をしたいと思っています。
 さまざまな立体視画像で宇宙を見るのもまた新しい発見をすることになるかもしれません。
 NASAの疑惑画像は、立体視画像にすることで解明の手探りができそうです。 t.sasaki
The Holographic Principle
Image Credit & Copyright: E. Winfree, K. Fleischer, A. Barr et al. (Caltech)
Explanation
Is this image worth a thousand words? According to the Holographic Principle, the most information you can get from this image is about 3 x 1065 bits for a normal sized computer monitor. The Holographic Principle, yet unproven, states that there is a maximum amount of information content held by regions adjacent to any surface. Therefore, counter-intuitively, the information content inside a room depends not on the volume of the room but on the area of the bounding walls. The principle derives from the idea that the Planck length, the length scale where quantum mechanics begins to dominate classical gravity, is one side of an area that can hold only about one bit of information. The limit was first postulated by physicist Gerard 't Hooft in 1993. It can arise from generalizations from seemingly distant speculation that the information held by a black hole is determined not by its enclosed volume but by the surface area of its event horizon. The term "holographic" arises from a hologram analogy where three-dimension images are created by projecting light though a flat screen. Beware, other people looking at the above image may not claim to see 3 x 1065 bits -- they might claim to see a teapot.
20030518日号
立体視画像とブラック・ホールの解剖論
Credit : NASA
Credit: NASA
Credit : NASA
この立体視画像は飛び出すようには見えないと思います。
画像は鮮明に見えるはずですが、立体画像が互いに打ち消しあっているようです。
 ブラックホールを解剖してみましょう。

 物質が無限の密度に崩れる所で、その結果、宇宙時間の湾曲が極端な場合、定義で、ブラックホールの領域になります。

 さらに、ブラックホールの激しい重力場は、どんな軽いか他の電磁放射でも逃げるのを防ぎます。

 それならば、どんな物質でもまたはエネルギーでも見える宇宙から見えなくなるように運命づけられる「帰還不能地点」を離れるのでしょうか?
Credit : NASA
 それについては、事象の地平線を考えてみます。

 アインシュタイン・フィールド方程式を崩壊している星々に利用して、物質が特異性として知られている無限に密集した状態に崩れる与えられた質量を求めて、ドイツの天体物理学者カート・シュワルツシルトは、臨界の半径を推論しました。

 質量が10個の太陽に等しいブラックホールの場合、この半径は、およそ30キロメートルまたは19マイルです。そして、189キロメートルまたは118マイルで臨界の周辺を移動します。
 あなたが、ブラックホールに関して最も単純なものを想像できる三次元の幾何学として、すなわち球のシュワルツシルト・ブラックホールとして知られているブラックホールの表面は、事象の地平線として知られています。

 この地平線の後で、重力の引きを沈めている内部とブラックホールの内部に関する情報以外は、外の宇宙に漏れることができます。
 運命づけられた星がその臨界の周辺に達して、「見かけの」事象の地平線が突然、できます。

 なんで、「見かけの」でしょうか?

 ブラック・ホールの中に閉じ込められる光線は、分離することができるのでブラック・ホールから移動します。

 しかし、より多くの物質またはエネルギーがブラックホールに落下するならば、瞬間の時間で立ち去る若干の光線は、それ自身が後で閉じ込められるのを発見するかもしれません。そして、その引力を増加させます。

 決して流出しないか、落ちない「臨界の」光線で、事象の地平線を輪郭で描きます。
 この画像は、見かけの絶対の地平線対事象の地平線についてです。

 大きな星が崩壊して結局は、ブラックホールに至ります。

 初めに、それが崩壊し始めるとき、光線はわずかにその重力に影響を受けるだけです。

 崩壊が続いて密度が増加して、事象の地平線ができるかもしれません。

 事象の地平線は、星から離れて無限に決して逃げない光線で、輪郭を描く特別な表面で内側に決して後退しません。
 しかし、崩壊している星のような力学の仕組みでは、事象の地平線は通常外へ広がっています。

 より多くの物質が落ちて、事象の地平線の拡大はそれの中に質量として落下して、それゆえに、光線の引力が増加します。

 この過程が、左の図で表しています。

 事象の地平線は広がっていますが、全ての物質が内側で落ちたとき、結局、広がりを止めます。

 それでは、見かけの地平線の外観はどうでしょうか?

 崩壊の間に若干の瞬間の広がらない光線、すなわち、それ以外の方へ星から離れて向く光線より「早く行く」表面が、重力の引きのために中にあるかもしれません。

 この表面は、縮んでいさえする可能性があります。

 これは、閉じ込められた表面と呼ばれています。

 その表面が、広がりもせず、縮みもせず、すなわち、ゼロ拡大をしているならば、まさに重力の引きと釣り合っていもしないならば、それは見かけの地平線と呼ばれています。

 そのような表面は、中央の図で示すことができます。そして、それが存在するならば、見かけの地平線は事象の地平線の外にあるはずがありません。

 両方の地平線は、同時に起こります。

 それには拡大がないかどうか、適時に見るために瞬間で表面を検証しなければならないだけであるので、見かけの地平線は数の関連性で手近です。

 他方、事象の地平線は一般に広がって、力学の過程のまさしくその終わりだけで広がるのをやめます。

 この点で、右側の図で表されるように、事象の地平線と見かけの地平線は同時に起こります。

 星がその最終的な運命に遭う前に、臨界の周辺を通して縮小するまさしくその瞬間に、事象の地平線は星の表面を通って中央、外へ吹き出しと変化で形をなします。

 まさにこの瞬間に、見かけのおよび事象の地平線は、一体となって、地平線で結合します。

 見かけの地平線と事象の地平線の区別は、微妙かもしれません。暗黒でさえです。

 それにもかかわらず、違いはブラックホールができて、進化する過程のコンピュータ・シミュレーションで重要になります。

 事象の地平線を越えて、何もそう光さえも逃げることができません。

 それで、事象の地平線の「表面」は、私たちに見ることができない「皮膚」の種類として働きをします。

 あなたは地平線に接近して、何があるかについて想像して、出発点を越えます。

 ブラックホールに一方通行の旅行をする心配ですか?

 未知との遭遇かもしれませんね。


 物質が、無限の密度に押しつぶされる特異性は、ブラックホールの中央に離れて、重力の引きが無限に強くて、宇宙の時間は、無限の湾曲を持ちます。

 ここでは、宇宙の時間は言うまでもなく、空間と時間について話すことは、もはや意味がありません。

 特異性の混同で、私たちが知っているような空間と時間は、存在さえありません。


 ニュートンとアインシュタインは、非常に違った宇宙を見たかもしれませんでした。しかし、彼らは1つのことで一致しました。

 全ての自然法則は、本質的に空間と時間の首尾一貫した枠組に密接に結びついています。

 しかし特異性で、一般相対性理論を含んで、物理的現象の法則は、崩れます。

 量子重力の見知らぬ世界に入ります。

 空間と時間が離れて壊れているこの信じられない領域では、原因と結果を解くことができません。

 今日でさえ、特異性について生じること以外には、満足な理論がありません。


 アインシュタインが、彼の生涯で特異性の可能性を拒絶したということは驚きではありません。

 密接な関係は、1960年代後期までに、物理学者が宇宙が「裸の特異点」を禁ずると推測したために、それほど不可侵の領域でした。


 結局、特異性が「裸」ならば、それは予測不可能に全世界を変えることができます。

 宇宙の中の全ての特異性は、したがって、「服を着て」いなければなりません。

 しかし、何を内側にでしょうか?

 もちろん、事象の地平線にです

 宇宙検閲は、このように実施されます。

 しかし、そうでないビッグバンを引き起こしたその最後の宇宙特異性に関してです。

 私たちは、事象の地平線を越えて見ることができません。

 特異性で、最高の偶然性が君臨しています。

 私たちは、本当にブラックホールを「知る」ことができるのでしょうか?

 どのように、私たちは秘密を徹底調査することができますか?

 それらができた後、部分的な答えとして適切なそれらの進化を理解することに存在しています。
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Roswell Shiri University:
ロズウェル・シリ大学 宇宙画像学部
項目 宇宙論他
主題 宇宙論、
ブラックホール
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t.sasaki
 3D立体画像の付録です。交差法で立体的に見るには、左右の画像の中間(画像下の真ん中の黒点の上)に両目の焦点を合わせます。いわゆる、寄り目にします。平行法で立体的に見るには、左右のそれぞれの画像の下にある黒点の上の真ん中あたりに視線を持っていきます。このときには、両方の画像が、ぼんやりと見えるように画面をつき抜いてその先に焦点を当てるつもりで見ます。ほとんどを交差法にしています。平行法で見たい方は、画像をコピーして左右の画像を入れ替えてください。2002年4月30日ページに立体視の方法について掲載しています。