У загальній теорії відносності видимий горизонт — це поверхня, яка є межею між світловими променями, спрямованими назовні і рухаються назовні, і тим, що спрямовані назовні, але рухаються всередину.
Видимі горизонти не є інваріантними властивостями простору-часу, і, зокрема, вони відрізняються від горизонтів подій. У межах видимого горизонту світло не рухається у напрямку ззовні від чорної діри, тоді як спрямоване назовні світло може перетинати горизонт подій тимчасово, але повертається назад до чорної діри у майбутньому з постійним симетричним простором-часом. Таким чином, видимий горизонт можна розглядати як межу чорної діри для світла в поточний момент, тоді як горизонт подій — це межа чорної діри для світла в майбутньому.
Поняття горизонту в загальній теорії відносності тонке і залежить від тонких відмінностей.
Визначення
Поняття «видимого горизонту» починається з поняття захопленої нульової поверхні. Поверхня (компактна, орієнтована, просторова) завжди має два незалежні спрямовані вперед у часі, світлоподібні, нормальні напрямки. Наприклад, (простороподібна) сфера в просторі Мінковського має світлоподібні вектори, спрямовані всередину і назовні по радіальному напрямку. Вказівні всередину світлоподібні вектори сходяться, тоді як спрямовані назовні світлоподібні нормальні вектори розходяться. Однак, існує можливість, що сходяться і спрямовані всередину, і спрямовані назовні світлоподібні нормальні вектори. У такому випадку поверхню називають захопленою.
Розглянемо всі такі захоплені поверхні. З точки зору простої чорної діри Шварцшильда ці поверхні заповнюють чорну діру. «Видимий горизонт» тоді визначається як межа цих поверхонь — в цьому сенсі, по суті, це сама зовнішня поверхня чорної діри. Зауважимо, однак, що чорна діра визначається по відношенню до горизонту подій, який не завжди відповідає видимому горизонту.
Відмінності від (абсолютного) горизонту подій
У контексті чорних дір термін «горизонт подій» відноситься майже виключно до поняття . Виникає велика плутанина щодо відмінностей між видимим горизонтом і горизонтом подій. Загалом, обидва не повинні бути однаковими. Наприклад, у випадку збуреної чорної діри, видимий горизонт і горизонт подій взагалі не збігаються, поки один з них коливається.
У простій картині зоряного колапсу, що призводить до утворення чорної діри, горизонт подій раніше видимого горизонту. Коли чорна діра заспокоюється, два горизонти наближаються один до одного і асимптотично стають однією поверхнею. Якщо видимий горизонт існує, він обов'язково перебуває всередині горизонту подій.
Видимі горизонти залежать від «нарізки» простору-часу. Тобто, розташування і навіть існування видимого горизонту залежить від того, як простір-час ділиться на простір і час. Наприклад, можна нарізати геометрію Шварцшильда таким чином, щоб не було жодного видимого горизонту, незважаючи на те, що горизонт подій існує обов'язково.
Примітки
- Ivan Booth (2005). Black hole boundaries. Canadian Journal of Physics. 83 (11): 1073—1099. arXiv:gr-qc/0508107. Bibcode:2005CaJPh..83.1073B. doi:10.1139/p05-063.
- S. W. Hawking; G. F. R. Ellis (1975). The large scale structure of space-time. Cambridge University Press.
- Wald, Robert M.; Iyer, Vivek (December 1991). Trapped surfaces in the Schwarzschild geometry and cosmic censorship. Phys. Rev. D. American Physical Society. 44 (12): R3719—R3722. Bibcode:1991PhRvD..44.3719W. doi:10.1103/PhysRevD.44.R3719.
Див. також
Це незавершена стаття з астрономії. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U zagalnij teoriyi vidnosnosti vidimij gorizont ce poverhnya yaka ye mezheyu mizh svitlovimi promenyami spryamovanimi nazovni i ruhayutsya nazovni i tim sho spryamovani nazovni ale ruhayutsya vseredinu Vidimi gorizonti ne ye invariantnimi vlastivostyami prostoru chasu i zokrema voni vidriznyayutsya vid gorizontiv podij U mezhah vidimogo gorizontu svitlo ne ruhayetsya u napryamku zzovni vid chornoyi diri todi yak spryamovane nazovni svitlo mozhe peretinati gorizont podij timchasovo ale povertayetsya nazad do chornoyi diri u majbutnomu z postijnim simetrichnim prostorom chasom Takim chinom vidimij gorizont mozhna rozglyadati yak mezhu chornoyi diri dlya svitla v potochnij moment todi yak gorizont podij ce mezha chornoyi diri dlya svitla v majbutnomu Ponyattya gorizontu v zagalnij teoriyi vidnosnosti tonke i zalezhit vid tonkih vidminnostej ViznachennyaPonyattya vidimogo gorizontu pochinayetsya z ponyattya zahoplenoyi nulovoyi poverhni Poverhnya kompaktna oriyentovana prostorova zavzhdi maye dva nezalezhni spryamovani vpered u chasi svitlopodibni normalni napryamki Napriklad prostoropodibna sfera v prostori Minkovskogo maye svitlopodibni vektori spryamovani vseredinu i nazovni po radialnomu napryamku Vkazivni vseredinu svitlopodibni vektori shodyatsya todi yak spryamovani nazovni svitlopodibni normalni vektori rozhodyatsya Odnak isnuye mozhlivist sho shodyatsya i spryamovani vseredinu i spryamovani nazovni svitlopodibni normalni vektori U takomu vipadku poverhnyu nazivayut zahoplenoyu Rozglyanemo vsi taki zahopleni poverhni Z tochki zoru prostoyi chornoyi diri Shvarcshilda ci poverhni zapovnyuyut chornu diru Vidimij gorizont todi viznachayetsya yak mezha cih poverhon v comu sensi po suti ce sama zovnishnya poverhnya chornoyi diri Zauvazhimo odnak sho chorna dira viznachayetsya po vidnoshennyu do gorizontu podij yakij ne zavzhdi vidpovidaye vidimomu gorizontu Vidminnosti vid absolyutnogo gorizontu podijU konteksti chornih dir termin gorizont podij vidnositsya majzhe viklyuchno do ponyattya Vinikaye velika plutanina shodo vidminnostej mizh vidimim gorizontom i gorizontom podij Zagalom obidva ne povinni buti odnakovimi Napriklad u vipadku zburenoyi chornoyi diri vidimij gorizont i gorizont podij vzagali ne zbigayutsya poki odin z nih kolivayetsya U prostij kartini zoryanogo kolapsu sho prizvodit do utvorennya chornoyi diri gorizont podij ranishe vidimogo gorizontu Koli chorna dira zaspokoyuyetsya dva gorizonti nablizhayutsya odin do odnogo i asimptotichno stayut odniyeyu poverhneyu Yaksho vidimij gorizont isnuye vin obov yazkovo perebuvaye vseredini gorizontu podij Vidimi gorizonti zalezhat vid narizki prostoru chasu Tobto roztashuvannya i navit isnuvannya vidimogo gorizontu zalezhit vid togo yak prostir chas dilitsya na prostir i chas Napriklad mozhna narizati geometriyu Shvarcshilda takim chinom shob ne bulo zhodnogo vidimogo gorizontu nezvazhayuchi na te sho gorizont podij isnuye obov yazkovo PrimitkiIvan Booth 2005 Black hole boundaries Canadian Journal of Physics 83 11 1073 1099 arXiv gr qc 0508107 Bibcode 2005CaJPh 83 1073B doi 10 1139 p05 063 S W Hawking G F R Ellis 1975 The large scale structure of space time Cambridge University Press Wald Robert M Iyer Vivek December 1991 Trapped surfaces in the Schwarzschild geometry and cosmic censorship Phys Rev D American Physical Society 44 12 R3719 R3722 Bibcode 1991PhRvD 44 3719W doi 10 1103 PhysRevD 44 R3719 Div takozhChorna dira Gorizont podij Ergosfera Gorizont Koshi Gola singulyarnist Ce nezavershena stattya z astronomiyi Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi