Lumina nu încetinește - dispare direcția „afară”
Imaginea familiară e aceasta: ca să pleci de pe Pământ, ai nevoie de o viteză de circa 11 kilometri pe secundă, iar cu cât corpul e mai masiv, cu atât ai nevoie de mai mult. Pare că pragul unei găuri negre e pur și simplu peste viteza luminii - iar nimic nu călătorește mai repede decât lumina. Răspunsul e corect, dar motivul nu: lumina nu accelerează și nu pierde o cursă.
Viteza luminii este mereu aceeași. Nu ea se schimbă, ci spațiu-timpul însuși: masa îl curbează, iar o rază urmează cea mai dreaptă traiectorie disponibilă - cam cum un avion zboară „drept”, dar pe hartă trasează un arc. Lângă Soare, această curbare e minusculă, dar a fost măsurată de multe ori.
Lângă o gaură neagră, curbarea ajunge la limită. Puțin deasupra orizontului, o rază îndreptată exact în sus încă poate scăpa, dar una trimisă oblic urcă, se curbează și cade înapoi. Cu cât e mai aproape de orizont, cu atât acest con de ieșire e mai îngust; chiar la orizont, se prăbușește. Dedesubt nu există nicio direcție care să ducă departe.
Nu urcă mai sus
Înălțimea la care se ridică raza la orizontul evenimentelor
Ce strălucește, atunci, în imaginile găurilor negre
În 2019 a fost prezentată prima imagine a împrejurimilor unei găuri negre supermasive - în galaxia M87. Nu gaura strălucește, ci gazul încins din jurul ei; o parte din inelul luminos e formată din raze care au ocolit gaura pe un arc și au ajuns totuși la noi. Pata întunecată din mijloc e vizibil mai mare decât orizontul însuși: și razele care trec pe lângă el se curbează spre interior.
Există și o zonă de tranziție. Lumina emisă aproape chiar la limită ajunge la noi, dar întinsă: lungimea de undă crește, iar fotonii sosesc tot mai rar. O lanternă scăpată înăuntru nu s-ar stinge deodată, privită din afară - s-ar înroși și s-ar estompa până ar dispărea complet.
Unde se strică, de obicei, imaginea despre o gaură neagră
Cel mai des încurcă verbul „aspiră”. De la distanță, o gaură neagră atrage exact ca orice corp cu aceeași masă: dacă Soarele ar deveni brusc o gaură neagră, orbitele planetelor nu s-ar schimba - ar deveni doar întuneric și frig. Totul devine neobișnuit doar foarte aproape de orizont.
- Verifică termenul „viteză”: la orizont, lumina merge la fel de repede ca aici.
- Verifică termenul „perete”: orizontul e o limită, nu o suprafață, deci nu ai de ce să te lovești.
- Verifică termenul „strălucește”: în imagini strălucește gazul din jur, iar de dincolo de orizont nu vine nimic.
- Verifică termenul „aspiră”: de la distanță, gaura atrage ca o stea cu aceeași masă.
De ce lumina nu poate ieși de dincolo de orizontul evenimentelor?
Ce apare ca un inel luminos în imaginile unei găuri negre?
Surse
- Mecanismul este descris de teoria generală a relativității: soluția Schwarzschild (1916) și conceptul de orizont al evenimentelor. Prima imagine a împrejurimilor găurii negre din galaxia M87 - colaborarea Event Horizon Telescope, 2019
Urmează în seria „Găuri negre”
2 articole integral pe site, încă 3 în aplicație
