Hvor grænsen går
Horisonten er afstanden fra centrum, hvor undvigelseshastigheden svarer til lysets hastighed. Tættere på kan intet slippe ud - ikke fordi noget holder et signal tilbage: alle baner fører der indad. Der er intet stof ved selve grænsen, den er ren geometri i tomt rum.
Horisontens radius bestemmes af massen og vokser proportionalt med den. Presser du Jorden sammen til et sort hul, vil grænsen være en kugle på størrelse med et kirsebær. For Solen ville det være en kugle med en radius på ca. 3 km. Og ved Sagittarius A* i centrum af vores galakse, med cirka 4 millioner solmasser, ligger horisonten 12 millioner km ude.
Der er intet lokalt tegn på denne grænse: Instrumenterne på et faldende rumskib vil ikke vise noget. Og horisontens placering kan ikke beregnes ud fra ét nærliggende område - den afhænger af hele hullets fremtid. Hvis en gassky falder ind i det om et år, begynder horisonten at udvide sig på forhånd.
Hvorfor den faldende ikke mærker krydsningen
Det farlige er ikke selve grænsen, men forskellen i tyngdekraft: Dine fødder tiltrækkes stærkere end dit hoved, og kroppen strækkes. Ved horisonten er forskellen mindre, jo mere massivt hullet er. Ved et sort hul med stjernemasse ville en person blive revet i stykker hundreder af kilometer før horisonten. Ved et supermassivt hul er strækket ved grænsen så lille, at du ikke ville mærke det - sønderrivningen sker senere, dybt inde.
Hvor mærkbar grænsekrydsningen er for en, der falder ind i et supermassivt hul.
Og alligevel har alt ændret sig. Bag horisonten holder "udad" op med at være en retning i rummet og bliver en retning i tiden: Der kan du ikke bevæge dig væk fra centrum, lige så lidt som du her kan bevæge dig ind i går. Et signal, der sendes tilbage, bevæger sig stadig dybere ind.
Hvad man ser udefra
Udefra er billedet omvendt. Jo tættere et objekt kommer på horisonten, jo langsommere går dets ur for en fjern observatør, og jo rødere bliver dets lys. Formelt krydser billedet aldrig grænsen: Det fryser fast for altid helt ude ved kanten.
Men "for altid" betyder her "usynligt". Lysstyrken falder eksponentielt og meget hurtigt: Ved et hul med stjernemasse forsvinder billedet på millisekunder, ved et supermassivt hul på minutter. Ingen ser nogen lysende skal af stof, der sidder fast ved horisonten.
Lysstyrken af et faldende objekt for en ekstern observatør: hvert trin er 3 gange svagere.
Den orange ring på billeder af sorte huller er heller ikke horisonten. Den mørke plet i midten har en radius, der er ca. 2,6 gange større end horisontens: Lys, der passerer tæt forbi, snor sig rundt om hullet, og denne optik bestemmer skyggens kant. Alt dette er forudsigelser fra den generelle relativitetsteori; fysikere diskuterer stadig, hvad der sker ved horisonten, når kvanteeffekter tages med i regningen.
Læs resten i Miqo-appen
1 minut mere, og til sidst en quiz. Find den under »Rummet → Sorte huller«
Ret telefonens kamera mod koden for at åbne App Store eller Google Play.
Kilder
- Horisontstørrelser - Schwarzschild-løsningen (1916). Billeder af skyggen - Event Horizon Telescope: M87* (2019), Sagittarius A* (2022)