Իրադարձությունների հորիզոն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search

Իրադարձությունների հորիզոն, սահման տարածաժամանակում, որից այն կողմի իրադարձությունները չեն կարող ազդել դրսի դիտորդի վրա։ Այն բնորոշվում է որպես անդարձելիության կետ, այսինքն՝ այնպիսի կետ, որտեղ գրավիտացիոն ձգողությունն այնքան ուժեղ է, որ ոչինչ չի կարող խուսափել նրանից։ Իրադարձությունների հորիզոնը ավելի հաճախ զուգորդվում է սև խոռոչների հետ։ Իրադարձությունների հորիզոնից ներս ճառագայթված լույսը երբեք չի կարող հասնել դրսի դիտորդին։ Նմանապես, դիտորդի կողմից հորիզոնին մոտեցող ցանկացած օբյեկտ դանդաղում է և երբեք չի հատում հորիզոնը[1], իսկ նրա պատկերը ժամանակի հետ դառնում է ավելի ու ավելի կարմիր շեղված։ Սակայն շարժվող օբյեկտը ուժեղ ազդեցությունների չի ենթարկվում և փաստորեն անցնում է հորիզոնը սեփական ժամանակի վերջավոր միջակայքում։ Իրադարձությունների հորիզոնի յուրահատուկ տիպեր են սև խոռոչի շրջակայքի բացարձակ և թվացյալ հորիզոնները։ Սև խոռոչների ներկա հետազոտություններում կարևորություն ունեն ավելի առանձնահատուկ Կոշիի հորիզոնը և Քիլինգի հորիզոնը, Քերի լուծման ֆոտոնային ոլորտը և էրգոլորտը, տիեզերագիտությանը վերաբերող՝ մասնիկների հորիզոնը և տիեզերագիտական հորիզոնը, մեկուսացված և դինամիկ հորիզոնները։

Սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

BH-no-escape-1.svg
Սև խոռոչից հեռու մասնիկը կարող է ցանկացած ուղղությամբ շարժվել։ Շարժումը սահմանափակված է միայն լույսի արագությամբ։
BH-no-escape-2.svg
Սև խոռոչի մոտակայքում տարածաժամանակը սկսում է դեֆորմացվել։ Որոշակի կոորդինատական համակարգում կան դեպի սև խոռոչը միտվող ավելի շատ ճանապարհներ, քան՝ նրանից հեռու տարածվողներ։
BH-no-escape-3.svg
Իրադարձությունների հորիզոնի ներսում բոլոր ճանապարհները մասնիկին մոտեցնում են սև խոռոչի կենտրոնին։ Մասնիկի համար անհնար է դառնում դուրս պրծնելը։

Իրադարձությունների հորիզոնի ամենահայտնի օրինակներից մեկը արտածվում է հարաբերականության ընդհանուր տեսության սև խոռոչի նկարագրությունից՝ երկնային մարմին, որի զանգվածն այնքան ահռելի է, որ շրջակայքի մատերիան կամ ճառագայթումը չեն կարողանում դուրս գալ նրա գրավիտացիոն դաշտից։ Սա հաճախ նկարագրվում է որպես սահման, որի ներսում սև խոռոչի երկրորդ տիեզերական արագությունն ավելի մեծ է, քան լույսի արագությունը։ Սակայն ավելի ճշգրիտ նկարագրությունն այն է, որ այս հորիզոնի ներսում բոլոր լուսանման ճանապարհները (այն ճանապարհները, որոնցով կարող է շարժվել լույսը)և ուրեմն հորիզոնի ներսում գտնվող մասնիկների լուսային կոների բոլոր ճանապարհներն այնպես են խոտորվում, որ ընկնեն խոռոչի մեջ։ Հենց մասնիկը հայտնվում է հորիզոնի ներսում, խոռոչի ներսում շարժվելն անխուսափելի է ճիշտ այնպես, ինչպես ժամանակի մեջ առաջ շարժվելը, և կարող է փաստորեն մտածվել որպես դրան համարժեք՝ կախված կիրառված տարածաժամանակային կոորդինատական համակարգից[2][3][4][5][6]։

Չպտտվող մարմնի համար Շվարցշիլդի շառավղի մակերևույթը որպես իրադարձությունների հորիզոն է գործում (սակայն պտտվող սև խոռոչի վարքը թեթևակի տարբերվում է)։ Օբյեկտի Շվարցշիլդի շառավիղը համեմատական է նրա զանգվածին։ Տեսականորեն նյութի ցանկացած քանակություն սև խոռոչ կդառնա, եթե տարածության մեջ սեղմվի այնքան, որ տեղավորվի համապատասխան Շվարցշիլդի շառավղում։ Արեգակի զանգվածի համար այս շառավիղը մոտավորապես 3 կիլոմետր է, Երկրագնդի համար՝ մոտավորապես 9 միլիմետր։ Սակայն գործնականում ո՛չ Երկիրը, ո՛չ Արեգակը անհրաժեշտ զանգվածը, հետրաբար անհրաժեշտ գրավիտացիոն ուժը չունեն՝ հաղթահարելու համար էլեկտրոնների և նեյտրոնների այլասերված ճնշումը։ Այս ճնշման տակ կոլապսի ենթարկվելու համար պահանջվող նվազագույն զանգվածը աստղի Թոլմեն-Օպենհայմեր-Վոլկովի սահմանն է, որը մոտավորապես երեք արեգակնային զանգված է։

Սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնը հաճախ է սխալ հասկացվում։ Տարածված սխալներից է այն, որ սև խոռոչը «վակուումացնում» է շրջակայքի մատերիան։ Իրականում սև խոռոչն ավելի շատ է ունակ «փնտրելու» մատերիա՝ սպառելու համար, քան որևէ այլ գրավիտացիոն ձգող մարմին։ Ինչպես տիեզերքում ցանկացած զանգված, նյութը պետք է իր գրավիտացիոն տիրույթում հնարավորություն ունենա շուրջը պահել որևէ այլ զանգվածի։ Նույնչափ տարածած է այն միտքը, թե կարելի է դիտարկել սև խոռոչի «ներսն ընկնող» նյութը։ Դա հնարավոր չէ։ Աստղագետները կարող են որոշարկել միայն սև խոռոչի շրջակայքի ակրեցիոն սկավառակները, որտեղ նյութը շարժվում է այնպիսի արագությամբ, որը հնարավոր է նկատել առաջացած բարձրէներգիական ճառագայթումը։ Ավելին, հեռակա դիտորդը երբեք չի կարող տեսնել իրադարձությունների հորիզոնը հատող մարմինը։ Փոխարենը նա կտեսնի, որ սև խոռոչին մոտենալուն զուգընթաց այն ավելի ու ավելի է դանդաղում, մինչդեռ իրենից ճառագայթված լույսը ավելի ու ավելի է ենթարկվում կարմիր շեղման։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Chaisson Eric (1990)։ Relatively Speaking: Relativity, Black Holes, and the Fate of the Universe։ W. W. Norton & Company։ էջ 213։ ISBN 978-0393306750 
  2. S. W. Hawking and G. F. R. Ellis (1975)։ The large scale structure of space-time։ Cambridge University Press 
  3. Thorne, Kip S.; Misner, Charles; Wheeler, John (1973)։ Gravitation։ W. H. Freeman and Company 
  4. Wald, Robert M. (1984)։ General Relativity։ Chicago: University of Chicago Press 
  5. J. A. Peacock (1999)։ Cosmological Physics։ Cambridge University Press 
  6. Dieter Brill, “Black Hole Horizons and How They Begin”, Astronomical Review (2012); Online Article, cited Sept.2012.