Horizont událostí
Z Wikina
(obzor událostí)
Pro pozorovatele je horizontem (obzorem) událostí rozmezí mezi událostmi, které může a které nemůže uvidět. Zvláště důležitý je horizont černé díry, což je mezní plocha mezi ní a okolním vesmírem. Tento horizont je absolutní, tedy společný pro všechny vnější pozorovatele. Vzniká tím, že gravitační přitažlivost černé díry je tak mohutná, že úniková rychlost z horizontu událostí je rovná rychlosti světla. Tzn. že žádná částice a žádná informace nemůže k vnějšímu pozorovateli uniknout z prostoru pod horizontu událostí, tj. z černé díry. Pro nerotující černou díru je horizont událostí Schwarzschildova sféra, tj. koule, jejíž poloměr R je přímo úměrný hmotnosti černé díry M: R = 2 GM/c2, kde G je gravitační konstanta a c je rychlost světla. Podle výpočtů v rámci obecné teorie relativity vše, co se ocitne pod tímto horizontem, ať už je to hvězda, jejímž zhroucením vznikl, anebo tělesa a částice, které do černé díry spadnou, dosáhne v konečném času singularity, tj. stavu, v němž je hustota energie a křivost prostoru nekonečná a který se tak vymyká dalšímu rozboru.Výpočty také ukázaly, že černá díra vzniklá gravitačním kolapsem rotující a elektricky nabité hvězdy je plně charakterizována pouhými třemi parametry: hmotností M, momentem hybnosti J a elektrickým nábojem Q (Kerrova–Newmannova černá díra). Taková černá díra má obecně dva horizonty, které odpovídají radiálním souřadnicím: R = GM/c2 + c–2 √[(GM)2 - GQ -(cJ/M)2].Ve speciálním případě, že černá díra nerotuje (J = 0) a nemá elektrický náboj (Q = 0), se horizont událostí redukuje na Schwarzschildovu sféru o poloměru 2 GM/c2.Aby vzdálenost R byla reálná, nesmí být výraz pod odmocninou záporný. Pro kladný výraz má pak druhá odmocnina buď hodnotu kladnou (R+), nebo zápornou (R-). Pro nulovou hodnotu pod odmocninou je R+ = R-. Pro vnějšího pozorovatele má význam vnější horizontu událostí, tj. R+.V případě nerotující a nenabité černé díry (J = 0, Q = 0) přejde vnější horizont ve Schwarzschildovu sféru a vnitřní se redukuje na singularitu R = 0. Oba horizonty existují, je-li výraz pod odmocninou kladný, tj. pro malé hodnoty momentů hybnosti a nábojů, jaké se běžně vyskytují v přírodě. Formálně však lze uvažovat i o takových hodnotách určujících parametrů černé díry M, J, Q, že horizonty splynou v jeden, anebo dokonce zaniknou. V tomto posledním případě by neexistoval horizont událostí a pozorovatel by mohl vidět konečný produkt gravitačního kolapsu – singularitu, a to singularitu nezahalenou horizontu událostí čili nahou singularitu. Existují nahé singularity ve vesmíru, nebo je nějaký důvod, proč trojice vlastností nemůže v kombinaci pod odmocninou dát zápornou hodnotu ? Zatím není známo, zda takové omezení existuje. Nazývá se kosmická cenzura.
Obsah |