Pontosan hol húzódik a határ
A horizont az a távolság a középponttól, ahol a második kozmikus sebesség megegyezik a fénysebességgel. Ennél közelebbről semmi sem jut ki - nem azért, mert valami visszatartja a jelet: ott minden pálya befelé vezet. Magán a határon nincs anyag, csak az üres tér tiszta geometriája.
A horizont sugarát a tömeg határozza meg, és azzal arányosan nő. Ha a Földet fekete lyukká sűrítenéd, a határ egy cseresznye méretű gömbön húzódna. A Nap esetében ez egy körülbelül 3 km sugarú gömb lenne. Galaxisunk középpontjában lévő, nagyjából 4 millió naptömegű Sagittarius A*-nál a horizont 12 millió km-re van.
Ennek a határnak nincs helyi jele: egy zuhanó űrhajó műszerei semmit sem mutatnának. A horizont helyzetét pedig nem lehet egyetlen környék alapján kiszámítani - a lyuk teljes jövőjétől függ. Ha egy gázfelhő egy év múlva beleesik, a horizont már előre tágulni kezd.
Miért nem érzed az átlépést zuhanás közben
Nem maga a határ veszélyes, hanem a gravitáció különbsége: a lábadat erősebben vonzza, mint a fejedet, ezért a tested megnyúlik. A horizonton ez a különbség annál gyengébb, minél nagyobb tömegű a lyuk. Egy csillagtömegű lyuk közelében az embert már a horizont előtt több száz kilométerrel szétszakítaná. Egy szupernagy tömegűnél a megnyúlás a határon olyan csekély, hogy nem éreznéd - a szétszakadás később, mélyen belül történne.
Mennyire észrevehető a határ átlépése egy szupernagy tömegű lyukba zuhanva.
Mégis minden megváltozott. A horizonton túl a „kifelé” megszűnik térbeli irány lenni, és időbeli iránnyá válik: ott a középponttól távolodni éppúgy lehetetlen, mint itt a tegnap felé haladni. A visszaküldött jel is egyre mélyebbre jut.
Mi látszik kívülről
Kívülről fordított a kép. Minél közelebb kerül egy tárgy a horizonthoz, egy távoli megfigyelő számára annál lassabban jár az órája, és annál vörösebb a fénye. Formálisan a képe sosem lépi át a határt: örökre megdermed a legszélén.
Csakhogy a „végtelenül” itt azt jelenti, hogy „láthatatlanul”. A fényesség exponenciálisan és nagyon gyorsan csökken: egy csillagtömegű lyuknál a kép ezredmásodpercek alatt elhalványul, egy szupernagy tömegűnél percek alatt. Senki sem lát az eseményhorizonton rekedt anyagból álló fénylő burkot.
A zuhanó tárgy fényessége külső megfigyelőnek: minden lépés háromszor gyengébb.
A fekete lyukakról készült képeken látható narancssárga gyűrű sem a horizont. A középen lévő sötét folt sugara körülbelül 2,6-szor nagyobb: a mellette elhaladó fény a lyuk körül kanyarodik, és ez az optika szabja meg az árnyék szélét. Mindez az általános relativitáselmélet előrejelzése; a fizikusok máig vitatják, mi történik a horizonton a kvantumhatásokat is figyelembe véve.
Olvasd végig a Miqo alkalmazásban
Még 1 perc, a végén pedig kvíz. Itt találod: „Világűr → Fekete lyukak”
Irányítsd ide a telefonod kameráját, és megnyílik az App Store vagy a Google Play.
Források
- A horizont méretei - Schwarzschild-megoldás (1916). Az árnyék felvételei - Event Horizon Telescope: M87* (2019), Sagittarius A* (2022)