Miért nem jut ki a fény a fekete lyukból

Az ismerős kép így szól: hogy elhagyhasd a Földet, körülbelül 11 kilométer/másodperces sebesség kell, és minél nagyobb tömegű az égitest, annál több. Úgy tűnik, a fekete lyuk küszöbe egyszerűen a fénysebesség fölé került - a fénynél pedig semmi sem halad gyorsabban. A válasz helyes, az ok viszont nem: a fény nem gyorsul fel, és nem veszít el egy versenyt.

A fény sebessége mindig ugyanaz. Nem ez változik, hanem maga a téridő: a tömeg meggörbíti, a fénysugár pedig a rendelkezésre álló pályák közül a legegyenesebbet követi - ahogy egy repülő is „egyenesen” repül, a térképen mégis ívet rajzol. A Nap közelében ez a görbület parányi, de sokszor megmérték már.

Egy fekete lyuk közelében a görbület eléri a határát. Közvetlenül a horizont felett a pontosan felfelé irányított sugár még kijut, a ferdén indított viszont felemelkedik, visszakanyarodik és visszahullik. Minél közelebb vagy a horizonthoz, annál keskenyebb ez a kijutási kúp; magán a horizonton összeomlik. Alatta nincs egyetlen irány sem, amely elvezetne onnan.

2019-ben mutatták be először egy szupernagy tömegű fekete lyuk környezetének képét - az M87 galaxisban. Nem maga a lyuk világít, hanem a körülötte lévő izzó gáz; a fényes gyűrű egy részét olyan sugarak alkotják, amelyek ívben megkerülték a lyukat, és mégis eljutottak hozzánk. A középen lévő sötét folt szemmel láthatóan nagyobb magánál a horizontnál: a közelében elhaladó sugarak is befelé hajlanak.

Van egy átmeneti sáv is. A szinte a határnál kibocsátott fény még eljut hozzánk, de megnyúlva: a hullámhossza nő, a fotonok pedig egyre ritkábban érkeznek. Egy beleejtett zseblámpa kívülről nézve nem aludna ki egyszerre - vörösödne és halványulna, míg végül teljesen eltűnne.

Leggyakrabban a „beszippant” szó zavar meg. Távolról egy fekete lyuk pontosan úgy vonz, mint bármely ugyanolyan tömegű test: ha a Nap hirtelen fekete lyukká válna, a bolygók pályái nem mozdulnának el - csak sötét és hideg lenne. Különlegessé minden csak közvetlenül a horizont közelében válik.