ブラックホール爆弾とブラックホール文明：英語学習ノート

Black holes are the largest collections of pure violent energy in the universe.

ブラックホールは、宇宙において純粋で暴力的なエネルギーの最大の集合体です。

If you come too close,

もし近づきすぎれば、

they'll devour you and add your energy to their collection.

彼らはあなたを飲み込み、あなたのエネルギーを彼らのコレクションに加えるでしょう。

And so,

そして、

the energy is lost to us forever.

そのエネルギーは永遠に失われてしまいます。

Or is it?

本当にそうでしょうか？

It turns out there's a universe cheat code, 話の流れ

実は、宇宙にはチートコードが存在することがわかっています。

a way of powering civilizations until the very death of everything 文法

それは万物の終焉まで文明にエネルギーを供給する方法、

or of constructing the largest bomb in the universe.

あるいは宇宙最大の爆弾を構築する方法です。

But how?

しかし、どうやって？

Didn't we learn that all energy is trapped forever in black holes,

すべてのエネルギーはブラックホールに永遠に閉じ込められると学んだはずでは？

even light?

光でさえも？

This is true.

それは事実です。

Everything you think you know about the weirdest thing in the universe

宇宙で最も奇妙なことについてあなたが知っていると思っているすべては、

is about to get weirder 文法

これからさらに奇妙になろうとしています。

for one simple reason.

理由は単純です。

Black holes are spinning.

ブラックホールは回転しているからです。

Why black holes spin?

なぜブラックホールは回転するのでしょうか？

When really really massive stars die,

非常に巨大な星が死を迎えるとき、

their cores collapse under their own gravity into black holes. フレーズ

その中心核は自身の重力によって崩壊し、ブラックホールになります。

This means something very big becomes very very tiny,

これは非常に巨大なものが非常に小さくなることを意味し、

like the tiniest anything can be in this universe.

宇宙で存在し得る最も小さいもののような存在になります。

But stars are rotating

しかし星は回転しており、

and a fundamental property of our universe

私たちの宇宙の基本的な性質として、

is that things that are spinning don't want to stop spinning.

回転しているものは回転を止めたがらないという性質があります。

We call this angular momentum. 語彙

これを角運動量と呼びます。

And this angular momentum can't go away.

そしてこの角運動量が消え去ることはありません。

A big thing that spins and becomes smaller

回転している大きなものが小さくなると、

spins faster.

回転はより速くなります。

So, as the core of a star collapses,

そのため、星の中心核が崩壊するにつれて、

its momentum makes it spin faster and faster and faster

その運動量によって回転はどんどん速くなり、

until it collapses into a black hole.

最終的にブラックホールへと崩壊します。

And the black hole keeps on spinning inconceivably fast. フレーズ

そしてブラックホールは信じられないほどの速さで回転し続けます。

Some of them spin millions of times a second.

中には1秒間に数百万回も回転するものもあります。

Why spinning black holes are special?

なぜ回転するブラックホールは特別なのでしょうか？

Just like non-spinning black holes, 話の流れ

回転しないブラックホールと同じように、

spinning black holes have an event horizon and a singularity at their core 語彙

回転するブラックホールにも事象の地平面があり、中心には特異点があり、

where all of their mass is concentrated.

そこにすべての質量が集中しています。

The singularity is usually described as a single infinitely small point

特異点は通常、無限に小さい単一の点として説明され、

with no surface area.

表面積を持ちません。

But points can't rotate, 話の流れ

しかし点は回転できないため、

so a rotating singularity can't be a point.

回転する特異点は点ではあり得ません。

Instead,

代わりに、

it's a ringularity. 慣用句

それはリングラリティ（リング状特異点）となります。

A ringularity is a ring with a thickness of zero and no surface

リングラリティとは、厚さがゼロで表面を持たないリングであり、

spinning extremely fast

極めて速く回転し、

containing all the mass of the black hole.

ブラックホールのすべての質量を含んでいます。

The black hole is spinning so fast 文法

ブラックホールはあまりにも速く回転しているため、

that it morphs space and time itself.

空間と時間そのものを変形させます。

It literally drags space with it, 語彙

文字通り空間を道連れにして引きずるほどの

such is its power. 文法

力を持っています。

This creates a new and super weird region of space time,

これにより、新しくて極めて奇妙な時空の領域、

the ergosphere, 語彙

すなわちエルゴ球が作り出され、

which envelops the black hole.

ブラックホールを包み込みます。

If space and time are completely broken inside the event horizon,

もし事象の地平面の内側で空間と時間が完全に崩壊しているとすれば、

then they're only half broken inside the ergosphere.

エルゴ球の内側ではそれらは半分だけ崩壊している状態です。

Inside the ergosphere,

エルゴ球の内部では、

nothing makes sense.

すべての常識が通用しません。

It's possible to enter it and then leave it again,

そこに入って再び出ることは可能ですが、

but it's probably not a great experience. 意図と語調

おそらく素晴らしい体験にはならないでしょう。

You can imagine it like this.

このように想像してみてください。

Falling into a static black hole is like sliding down a hole. 話の流れ

静止したブラックホールに落ちるのは、穴を滑り落ちるようなものです。

Being inside the ergosphere of a spinning black hole

一方、回転するブラックホールのエルゴ球の中にいるのは、

is like spiraling down a deadly drain.

致命的な排水溝を螺旋状に落ちていくようなものです。

The black hole transfers its own kinetic energy in the form of rotation フレーズ

ブラックホールは自身の運動エネルギーを回転という形で、

to everything that enters the ergosphere.

エルゴ球に入るあらゆるものに伝達します。

The ringularity makes you dance

リングラリティはあなたを踊らせます、

whether you want to or not. 文法

あなたが望むと望まざるとにかかわらず。

You need to move faster than the speed of light just to stand still here,

ここにとどまるためだけでも光速を超えて動く必要がありますが、

which is impossible.

それは不可能です。

But here's our cheat code. 慣用句

しかし、ここに私たちのチートコードがあります。

We can steal this energy.

私たちはこのエネルギーを盗むことができるのです。

And there's a lot of energy to steal.

そして盗めるエネルギーは膨大です。

How to steal energy from a monster.

怪物からエネルギーを盗む方法。

Take the supermassive black hole at the center of the Milky Way. 話の流れ

天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホールを例に挙げましょう。

We could steal as much energy from it 文法

私たちはそこから、

as every single star in the Milky Way emits in a billion years combined.

天の川銀河にあるすべての星が10億年間に放出するエネルギーの合計に匹敵するエネルギーを盗み出すことができます。

The easiest way to steal this energy is,

このエネルギーを盗む最も簡単な方法は、

oddly enough, フレーズ

奇妙なことに、

to drop something into the black hole.

ブラックホールに何かを落とすことです。

We've seen that the ringularity forces energy on us when we enter the ergosphere, フレーズ

エルゴ球に入るとリングラリティが私たちにエネルギーを押し付けてくるのを見てきましたが、

which is a lot like being in a whirlpool with space-time rushing around and around.

これは時空がぐるぐると渦巻く渦潮の中にいるのによく似ています。

If you're clever,

もしあなたが賢ければ、

you can use the water to your advantage フレーズ

その水流を有利に利用して、

and swim faster than before.

以前よりも速く泳ぐことができます。

In practice, 話の流れ

実際には、

this means sending a rocket into the ergosphere

これはエルゴ球にロケットを送り込み、

and making a trade with the black hole.

ブラックホールと取引をすることを意味します。

We give it some mass energy

私たちが質量エネルギーの一部を与えると、

and it gives us some of its rotational energy.

ブラックホールはその回転エネルギーの一部をくれます。

But it's not a fair trade.

しかし、これは公平な取引ではありません。

We get the better deal.

私たちが得をするのです。

Normally,

通常、

if you fire a rocket,

ロケットを発射する場合、

you exchange chemical energy for kinetic energy. フレーズ

化学エネルギーを運動エネルギーに交換します。

This is like pushing yourself forward in a swimming pool.

これはプールの中で自分自身を前に押し出すようなものです。

But if you fire a rocket inside the ergosphere,

しかし、もしエルゴ球の中でロケットを発射すれば、

it's like pushing yourself forward in a wave pool.

それは波のプールの中で自分を前に押し出すようなものです。

The rotational energy of the waves

波の回転エネルギーは、

gives you a much stronger boost than you could get just by pushing yourself.

単に自分を押し出すだけで得られるよりもはるかに強い推進力を与えてくれます。

The boost from the rotation of the black hole

ブラックホールの回転による推進力は

is so big

非常に大きいため、

that you leave the ergosphere with much more energy than you entered it.

あなたはエルゴ球に入った時よりもはるかに多くのエネルギーを持って脱出することになります。

The black hole gives a tiny amount of its rotational energy to you

ブラックホールはほんのわずかな回転エネルギーをあなたに与え、

and slows down a little.

少しだけ減速します。

Obviously,

明らかに、

this requires a lot of food.

これには多くの「餌」が必要です。

Fortunately,

幸いなことに、

black holes aren't picky eaters. 慣用句

ブラックホールは好き嫌いをしません。

An advanced future civilization would probably harvest asteroids

未来の高度な文明は、おそらく小惑星を採掘し、

to drop them into the black hole when they needed an energy boost.

エネルギーのブーストが必要な時にそれらをブラックホールに落とすでしょう。

But there's an even better way to get energy from a black hole,

しかし、ブラックホールからエネルギーを得るさらに良い方法があります。

and oddly enough,

そして奇妙なことに、

it builds the biggest bomb

それは最大の爆弾を構築します。

any living thing could ever hope to build.

あらゆる生命体が作り得る最大の爆弾です。

The black hole bomb.

ブラックホール爆弾。

We only need two things to build a black hole bomb,

ブラックホール爆弾を作るのに必要なものは2つだけです。

a fast-spinning black hole,

高速で回転するブラックホールと、

and a big mirror.

巨大な鏡です。

The mirror has to completely envelop the black hole,

鏡はブラックホールを完全に包み込まなければなりませんが、

which is similar to a Dyson sphere, 文化背景

これはダイソン球に似ています。

a megastructure that harvests the energy of an entire star.

ダイソン球とは、星全体のエネルギーを集めるメガストラクチャーのことです。

Although our mirror would be easier to build.

もっとも、私たちの鏡の方がはるかに作りやすいでしょう。

Mirrors are simpler

鏡はより単純であり、

and black holes are much much more compact than stars.

ブラックホールは星よりもはるかにコンパクトだからです。

If we made the mirror 10 cm thick, 文法

鏡の厚さを10センチメートルにした場合、

the metal of a big asteroid

大きな小惑星の金属があれば、

would probably be enough material for a black hole with the mass of our sun.

太陽の質量を持つブラックホールを覆うのに十分な材料になるでしょう。

Once our mirror is in place, フレーズ

鏡が所定の位置に配置されたら、

we only need to open a window

あとは窓を開けて

and shoot electromagnetic waves at the black hole.

電磁波をブラックホールに向かって撃ち込むだけです。

You can imagine what happens next

次に何が起こるかは、

by imagining tossing a ball at a wall

壁にボールを投げて、

and it coming back faster than a bullet.

それが弾丸よりも速く跳ね返ってくるのを想像すればわかります。

The waves hit the black hole at light speed.

波は光速でブラックホールに衝突します。

A small proportion of the waves falls past the event horizon 文法

波の小さな一部は事象の地平面を越えて落ち、

to disappear forever.

永遠に消え去ります。

But a much larger amount sloshes through the ergosphere 語彙

しかしはるかに多くの量はエルゴ球の中で揺れ動き、

where the black hole forces some of its rotational energy on them

そこでブラックホールが波に回転エネルギーの一部を押し付け、

and amplifies them.

波を増幅させます。

They now begin superradiant scattering, 語彙

波はここで超放射散乱を始めます。

which are fancy science words meaning 話の流れ

これは難しい科学用語ですが、

bouncing around between mirror and black hole

鏡とブラックホールの間を跳ね返りながら

and getting stronger.

強くなっていくことを意味します。

Every time they go around,

周回するたびに、

they are getting exponentially stronger. 語彙

それらは指数関数的に強くなっていきます。

By opening some windows in the mirror, 文法

鏡の窓のいくつかを開けることで、

we can extract the energy from the waves as fast as they grow,

波が成長するのと同じ速さでそのエネルギーを抽出することができ、

which we could use in theory

理論的にはこれを活用して、

to create what would be,

以下のようなものを創り出せます。

for all practical purposes, フレーズ

実用上、

an endless source of energy

無限のエネルギー源であり、

for trillions of years.

何兆年も続くものです。

Or we could blow it up. 句動詞

あるいは、それを爆破することもできます。

If the waves are not released,

もし波が解放されなければ、

they will continue to get stronger and stronger 話の流れ

波はどんどん強くなり続け、

and take more and more energy from the black hole

ブラックホールからますます多くのエネルギーを奪い、

until the mirror shatters.

やがて鏡は粉々に砕け散ります。

A supermassive black hole would release as much energy as a supernova,

超大質量ブラックホールは超新星と同じくらいのエネルギーを放出し、

making the bomb 文法

この爆弾を

the largest explosion any living being could ever create.

あらゆる生命体が作り出せる最大の爆発にします。

The last home

最後の住処、

in a dying universe.

それは死にゆく宇宙にあります。

The beauty of the black hole bomb,

ブラックホール爆弾、

the Penrose process, 文化背景

ペンローズ過程、

and the superradiant scattering

そして超放射散乱の素晴らしいところは、

is that they are not science fiction.

これらがSFではないということです。

In the far far future,

遠い遠い未来において、

this might be the only way to survive

これが死にゆく宇宙で生き残る

in our dying universe.

唯一の方法になるかもしれません。

After all the red dwarfs have cooled down 語彙

すべての赤色矮星が冷え切り、

and all the white dwarfs transformed into black dwarfs,

すべての白色矮星が黒色矮星に変わった後、

the universe will turn dark forever.

宇宙は永遠に暗闇に包まれます。

Rotating black holes

回転するブラックホールが、

might be the only sources of energy

宇宙全体において

in the entire universe

生命が収穫できる

that life could harvest.

唯一のエネルギー源になるかもしれません。

If so, 話の流れ

もしそうなら、

the last living being in existence

存在する最後の生命体は

might one day end its life

いつかその命を終わらせるかもしれません、

around a black hole,

ブラックホールの周りで。

which is equally chilling and uplifting. 話の流れ

それは恐ろしくもあり、また勇気づけられることでもあります。

It turns out

実は、

that even without any light, 慣用句

光が全くなかったとしても、

there are places we can go.

私たちが向かえる場所はあるのです。