В ОТО , очевидный горизонт является поверхностью , которая является границей между световыми лучами , которые направлены наружу и двигающимися наружу, и те , направленными наружу , но перемещение внутрь.
Видимые горизонты не являются инвариантными свойствами пространства-времени , и, в частности, они отличны от горизонтов событий . В пределах видимого горизонта свет не движется во внешнем направлении, это контрастирует с горизонтом событий, где в динамическом пространстве-времени могут быть исходящие световые лучи вне видимого горизонта (но все же внутри горизонта событий). Видимый горизонт - это локальное понятие границы черной дыры, тогда как горизонт событий - это глобальное понятие.
Понятие горизонта в общей теории относительности тонкое и зависит от тонких различий.
Определение [ править ]
Понятие «видимый горизонт» начинается с понятия захваченной нулевой поверхности . Поверхность ( компактная , ориентируемая , пространственноподобная ) всегда имеет два независимых направления вперед во времени: светоподобное и нормальное . Например, (пространственноподобная) сфера в пространстве Минковского имеет светоподобные векторы, направленные внутрь и наружу вдоль радиального направления. В евклидовом пространстве(т.е. плоские и не подверженные гравитационным эффектам), направленные внутрь светоподобные векторы нормали сходятся, в то время как направленные наружу светоподобные векторы нормали расходятся. Однако может случиться так, что светоподобные векторы нормали, направленные внутрь и наружу, сходятся. В таком случае поверхность называется захваченной . [1] Видимый горизонт - это самая удаленная из всех захваченных поверхностей, также называемая «гранично внешняя захваченная поверхность» (MOTS).
Отличия от (абсолютного) горизонта событий [ править ]
В контексте черных дыр термин горизонт событий относится почти исключительно к понятию « абсолютный горизонт ». Похоже, возникает большая путаница в отношении различий между горизонтом видимости (AH) и горизонтом событий (EH). В общем, это не обязательно одно и то же. Например, в случае возмущенной черной дыры EH и AH обычно не совпадают, пока колеблется любой горизонт.
В принципе, горизонты событий могут возникать и развиваться в абсолютно плоских областях пространства-времени, не имеющих внутри черной дыры, если полая сферически-симметричная тонкая оболочка материи схлопывается в вакуумном пространстве-времени. Внешний вид оболочки - это часть пространства Шварцшильда, а внутренняя часть полой оболочки - это в точности плоское пространство Минковского. Боб Героч указал, что если все звезды в Млечном Пути постепенно сгруппируются по направлению к центру Галактики, сохраняя при этом пропорциональные расстояния друг от друга, все они попадут в свой общий радиус Шварцшильда задолго до того, как им придется столкнуться.
Внутри видимого горизонта всегда есть черная дыра, в отличие от горизонта событий. [ необходима цитата ]
В простой картине коллапса звезды, ведущего к образованию черной дыры, горизонт событий формируется перед видимым горизонтом. [2] По мере того, как черная дыра оседает, два горизонта сближаются и асимптотически становятся одной и той же поверхностью. Если AH существует, он обязательно находится внутри EH.
Видимые горизонты зависят от « разреза » пространства-времени. То есть расположение и даже существование видимого горизонта зависит от того, как пространство-время делится на пространство и время. Например, можно разрезать геометрию Шварцшильда таким образом, чтобы не было видимого горизонта, даже несмотря на то, что горизонт событий определенно существует. [3]
См. Также [ править ]
- Абсолютный горизонт
- Черная дыра
- Космологический горизонт
- Горизонт событий
- Горизонт частиц
- Захваченная нулевая поверхность
- Эргосфера
- Горизонт Коши
- Решение Рейсснера – Нордстрема
- Фотонная сфера
- Горизонт смерти
- Обнаженная особенность
Ссылки [ править ]
- ↑ Иван Бут (2005). «Границы черной дыры». Канадский журнал физики . 83 (11): 1073–1099. arXiv : gr-qc / 0508107 . Bibcode : 2005CaJPh..83.1073B . DOI : 10.1139 / p05-063 . S2CID 119350115 .
- ^ Хокинг и СКФ Ellis (1975). Крупномасштабная структура пространства-времени . Издательство Кембриджского университета .
- Перейти ↑ Wald, Robert M. & Iyer, Vivek (декабрь 1991 г.). «Поверхности-ловушки в геометрии Шварцшильда и космическая цензура». Phys. Rev. D . Американское физическое общество . 44 (12): R3719 – R3722. Bibcode : 1991PhRvD..44.3719W . DOI : 10.1103 / PhysRevD.44.R3719 . PMID 10013882 .
Внешние ссылки [ править ]
