Горизонт подій

Горизонт подій (англ. event horizon) — уявна гіперповерхня в просторі-часі, яка відділяє ті точки простору-часу, звідки світло може потрапити до спостерігача, від тих, звідки світло потрапити до спостерігача не може.

Горизонт подій виникає навколо чорних дір, для яких друга космічна швидкість перевищує швидкість світла.

Жодна подія за горизонтом подій не може вплинути на спостерігача, оскільки такий вплив означав би порушення принципу причинності. З точки зору зовнішнього спостерігача будь-яке тіло наближатиметься до горизонту подій нескінченно довго. Цей термін було запроваджено Вольфгангом Риндлером у 1950-х роках.^[1].

Будь-який об’єкт, що наближається до горизонту з боку спостерігача, для нього ніколи повністю не перетинає горизонт. Через гравітаційне червоне зміщення його зображення з часом дедалі більше червоніє в міру наближення до горизонту.

У Всесвіті швидкість розширення може досягати й навіть перевищувати швидкість світла, через що сигнали не здатні потрапити до деяких областей простору. Космологічний горизонт подій є справжнім горизонтом подій, оскільки він впливає на всі типи сигналів, включно з гравітаційними хвилями, які поширюються зі швидкістю світла.

Серед інших типів горизонтів є:

Горизонти Коші та Кіллінга;
Фотонні сфери та ергосфери в розв’язку Керра;
Горизонти частинок і космологічні горизонти, важливі для космології;
Ізольовані та динамічні горизонти

Передумови

В 1784 Джон Мічелл припустив, що поблизу компактних масивних об'єктів гравітація може бути настільки сильною, що навіть світло не може її подолати. ^[2] На той час домінували ньютонівська теорія гравітації і так звана Корпускулярна теорія світла. Згідно з цими теоріями, якщо друга космічна швидкість у об'єкта перевищує швидкість світла, то світло, що йде від нього, може тимчасово віддалитися, але в результаті повернеться назад. У 1958 році Девід Фінкельштейн використовував загальну теорію відносності, щоб ввести суворіше визначення локального горизонту подій чорної діри як кордону, за якою події будь-якого роду не можуть вплинути на стороннього спостерігача. Це призвело до інформаційного феномена та феномена файрвола, які спонукали переглянути концепцію локальних горизонтів подій і поняття чорної діри. Згодом було розроблено кілька теорій як з горизонтом подій, так і без нього. Стівен Гокінг, який був одним з провідних розробників теорій для опису чорних дір, запропонував використовувати Видимий горизонт замість горизонту подій, заявивши, що «гравітаційний колапс створює видимі горизонти, а не горизонти подій». Зрештою він дійшов висновку, що «відсутність горизонту подій означає відсутність чорних дір — у сенсі конструкцій, у тому числі світло неспроможне піти у нескінченність»^[3]^[4]. Це не означає заперечення існування чорних дір, це просто висловлює недовіру до традиційного суворого визначення горизонту подій.

Див. також

Гравітаційний радіус

Примітки

↑ Rindler, W. (1 грудня 1956). Visual Horizons in World Models. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 116 (6): 662—677. doi:10.1093/mnras/116.6.662. ISSN 0035-8711. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 1 лютого 2021.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
↑ Michell, John (1784). VII. On the means of discovering the distance, magnitude, &c. of the fixed stars, in consequence of the diminution of the velocity of their light, in case such a diminution should be found to take place in any of them, and such other data should be procured from observations, as would be farther necessary for that purpose. By the Rev. John Michell, B.D. F.R.S. In a letter to Henry Cavendish, Esq. F.R.S. and A.S. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 74: 35—57. Bibcode:1784RSPT...74...35M. doi:10.1098/rstl.1784.0008. ISSN 0261-0523. JSTOR 106576.
↑ Hawking, S.W. (2014). Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes. arXiv:1401.5761v1 [hep-th]. {{cite arXiv}}: |arxiv= є обов'язковим параметром (довідка)
↑ Curiel, Erik (2019). The many definitions of a black hole. Nature Astronomy. 3: 27—34. arXiv:1808.01507v2. Bibcode:2019NatAs...3...27C. doi:10.1038/s41550-018-0602-1.

Джерела

S. W. Hawking and G. F. R. Ellis (1975). The large scale structure of space-time. Cambridge University Press.
Thorne, Kip S.; Misner, Charles; Wheeler, John (1973). Gravitation. W. H. Freeman and Company.
Wald, Robert M. (1984). General Relativity. Chicago: University of Chicago Press.
J. A. Peacock (1999). Cosmological Physics. Cambridge University Press.
Stephen W. Hawking On The Shoulders of Giants. The Great Works of Physics and Astronomy, (Running Press 2002) ISBN 0-7624-1698-X
Stephen W. Hawking A Briefer History of Time, (Bantam Books 2005) ISBN 0-553-80436-7

Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

[1] Rindler, W. (1 грудня 1956). Visual Horizons in World Models. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 116 (6): 662—677. doi:10.1093/mnras/116.6.662. ISSN 0035-8711. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 1 лютого 2021.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)

[2] Michell, John (1784). VII. On the means of discovering the distance, magnitude, &c. of the fixed stars, in consequence of the diminution of the velocity of their light, in case such a diminution should be found to take place in any of them, and such other data should be procured from observations, as would be farther necessary for that purpose. By the Rev. John Michell, B.D. F.R.S. In a letter to Henry Cavendish, Esq. F.R.S. and A.S. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 74: 35—57. Bibcode:1784RSPT...74...35M. doi:10.1098/rstl.1784.0008. ISSN 0261-0523. JSTOR 106576.

[Hawk2-3] Hawking, S.W. (2014). Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes. arXiv:1401.5761v1 [hep-th]. {{cite arXiv}}: |arxiv= є обов'язковим параметром (довідка)

[Curiel-4] Curiel, Erik (2019). The many definitions of a black hole. Nature Astronomy. 3: 27—34. arXiv:1808.01507v2. Bibcode:2019NatAs...3...27C. doi:10.1038/s41550-018-0602-1.

[1]

[2]

[3]

[4]

Наука	nLab
Словники та енциклопедії	Велика норвезька енциклопедія · Encyclopædia Britannica
Довідкові видання	Namuwiki
Нормативний контроль	Freebase: /m/02rjg · GKG: /g/12240zrn