Что такое "горизонт событий"

Slawik75

Сегодня в шутку сказал, что у нас горизонт событий - неделя. Все, что снаружи, никогда не случится
А потом задумался и понял, что само понятие не так уже хорошо понимаю (что-то забыл, что-то никогда и не знал). На уровне формул не знал никогда, но концепт вроде бы понимал. Полез в википедию - захлебнулся терминами. И вот теперь даже не знаю, как бы улучшить свое понимание этой штуки.
Может кто-нить объяснить человеку с хорошим школьным уровнем физики (СУНЦ) и поверхностно знакомым с теорией относительности?

kaygorod

Мне всегда казалось, что это граница (сфера вокруг) черной дыры, с которой свет еще может вылетать. Типа можно получить информацию о событиях, а внутри уже нет - эпическая гравитация все хавает.
Но я биолог.

Arthur8

Сегодня в шутку сказал, что у нас горизонт событий - неделя. Все, что снаружи, никогда не случится
да еще как случится
а горизонт событий это как 100000 конусов Минковского, ничего ни от чего не зависит, поляна эдакая, действия определяет только объект

blackout

Есть же статья в вики даже на русском.

Slawik75

Есть же статья в вики даже на русском.
Пишу же, терминами захлебнулся

Slawik75

Мне всегда казалось, что это граница (сфера вокруг) черной дыры, с которой свет еще может вылетать. Типа можно получить информацию о событиях, а внутри уже нет - эпическая гравитация все хавает.
Ну вот на этом уровне и я понимаю. Но если немного поднапрячься, то на таких эффектах уже не шибко применима модель раздельных пространства и времени. Т.е. там четрыхмерное пространство-время. И сфера получается не простая ни разу.
Что происходит с объектом по другую сторону горизонта событий? Он ощущает, что ему трындец или кривость пространства все съедает? Получается ли так, что горизонты событий делят вселенную на полностью независимые области?

blackout

Как я понимаю:
1) Берем наблюдателя в некоторой точке в некоторый момент времени.
2) Он выпускает свет во все стороны.
3) Смотрит, до каких точек пространства (или пространства-времени) этот свет доходит за конечное время.
4) Берем границу этой области - это горизонт событий.
Смысл названия - так как никакое взаимодействие не передается быстрее света, то этот наблюдатель сможет повлиять только на события внутри своего горизонта событий.
Пример - если наблюдатель сидит в черной дыре, то все, что снаружи - вне его горизонта событий.

blackout

Получается ли так, что горизонты событий делят вселенную на полностью независимые области?
Да.
Он ощущает, что ему трындец или кривость пространства все съедает?

Нет. Горизонтом событий могут быть отделены две области с одинаковыми физическими условиями, например может быть так, что в обеих областях есть жизнь, похожая на земную.

Slawik75

Ну на самом деле ты разложил по полочкам то, что уже прозвучало.
Вопрос тут все же возникает. Наблюдатель испускает свет - хорошо. И он не сможет повлиять на то, до чего свет не дойдет. Хорошо.
Но это не то же самое, что весь свет, который к наблюдателю приходит... (вот тут начинает становиться понятно, почему есть горизонт будущего и горизонт прошлого).
Кстати, время чье? Наблюдателя? Т.е. горизонты событий различны для различных наблюдателей? Итить... Становится понятнее... Получается, что вселенная ни разу не делится на независимые области.

blackout

Кстати, время чье? Наблюдателя? Т.е. горизонты событий различны для различных наблюдателей? Итить... Становится понятнее... Получается, что вселенная ни разу не делится на независимые области.
Ну как не делится? Нужно только доказать, что если наблюдатель Б находится внутри горизонта событий наблюдателя A, то их горизонты событий совпадают. Интуитивно это вроде понятно.

Slawik75

Нужно только доказать, что если наблюдатель Б находится внутри горизонта событий наблюдателя A, то их горизонты событий совпадают. Интуитивно это вроде понятно.
Ништяк. И вправду очень красивая теория получается. А можешь привести еще какие-нибудь примеры горизонта событий? А то черная дыра уже притча во языцах. Или все остальные воплощения уж совсем теоретические выкладки?
ЗЫ. Понимаю, что с черной дырой - это тоже только модель. В этом смысле - тоже теоретическая выкладка.

demiurg

То что в прошлом световом конусе точки А могло быть причиной события в точке А, то что что в её будущем световом конусе может быть следствием этого события.
То что вне светового конуса точки А не может быть связано с событием в точке А причинно-следственной связью.
Для каждой точки, понятно, световой конус свой. То что снаружи чёрной дыры вне светового конуса любой точки внутри чёрной дыры.

blackout

Вроде как сейчас считается, что существует множество вселенный наряду с нашей, но все они разделены горизонтами событий.

Slawik75

То что снаружи чёрной дыры вне светового конуса любой точки внутри чёрной дыры.
О, кстати! У того, что снаружи черной дыры, сама черная дыра ведь входит в световой конус будущего? Получается, что внутренняя и внешняя области черной дыры не независимы?
Или тут есть еще какой-то хитрый трюк, что будет все время засасывать, но не засосет?

Vlad128

Или тут есть еще какой-то хитрый трюк, что будет все время засасывать, но не засосет?
не такой уж и хитрый, это уже было сказано другими словами в этом треде несколько раз

demiurg

Получается, что внутренняя и внешняя области черной дыры не независимы?
Ну, ты можешь в неё попасть :)

Lene81

Нет. Горизонтом событий могут быть отделены две области с одинаковыми физическими условиями, например может быть так, что в обеих областях есть жизнь, похожая на земную.
Более того, если поглядеть в космос в противоположных направлениях, то можно обнаружить квазары, расстояние между которыми больше, чем скорость света умноженная на приблизительное время расширения Вселенной, т.е. они друг для друга находятся ЗА горизонтом событий. Более того, в космологических сценариях с ускоряющимся расширением спустя некоторое время за горизонтом событий могут оказаться другие галактики, потом соседние звезды, потом Солнце...

seregaohota

- Бабушка, бабушка, нам сегодня в школе сказали, что Солнце потухнет через 15 миллиардов лет!
- Через сколько, через сколько?
- Через 15 миллиардов.
- Фу-у, напугал до смерти, мне послышалось через 15 миллионов.

roza200611

потом Солнце...
холодно будет?

aigul

холодно будет?
Ненадолго :)

Slawik75

т.е. они друг для друга находятся ЗА горизонтом событий.
Ок, пусть есть два квазара по разные стороны от наблюдателя (Земли): A и B.
Поскольку наблюдатель видит квазар A, то находится в пределах горизонта событий для этого квазара. По утверждению, озвученному выше, горизонты событий тогда для наблюдателя и квазара A совпадают. Однако наблюдатель может видеть квазар B, что невозможно для квазара A. Что не так?

natunchik

Наблюдатель в данный конкретный момент (а не солнечная система когда-то давно) находится вне горизонта событий для обоих квазаров, так что всё ок.
Лучше мне вот что объясните! Вопрос давно мучает!
С точки зрения неподвижного наблюдателя горизонт событий чёрной дыры достижим или нет?
Грубо говоря, кидаем в неё светящийся камень. Понятно, что _изображение_ этого камня никогда не пересечёт горизонт событий, в нашей системе отсчёта. Это неинтересно. А сам камень, когда мы его обсчитываем в нашей системе отсчёта, глядя на изображение и внося поправки на время, потраченное светом от него чтобы добраться обратно до нас, таки пересечёт горизонт событий за конечное время, или нет?
Как выглядит пространство во внешней окрестности горизонта чёрной дыры? Чем ближе к горизонту, тем его _больше_ (относительно разницы в координатах поэтому падающие объекты падают медленнее, чем падали бы по плоскому пространству. Но больше ли его на какое-то конечное количество, типа, кривая, длина которой есть расстояние в реальном пространстве, изгибается вниз и уходит в горизонт под углом 45 градусов например, или у неё там асимптота и за горизонтом буквально нет пространства?

den81

Более того, если поглядеть в космос в противоположных направлениях, то можно обнаружить квазары, расстояние между которыми больше, чем скорость света умноженная на приблизительное время расширения Вселенной, т.е. они друг для друга находятся ЗА горизонтом событий.

Наблюдатель в данный конкретный момент (а не солнечная система когда-то давно) находится вне
горизонта событий для обоих квазаров, так что всё ок.
А как мы можем обнаружить квазары, если они вне нашего горизонта событий?

aigul

А как мы можем обнаружить квазары, если они вне нашего горизонта событий?
Он вроде написал, что это мы вне их горизонта событий?
Да и обнаружить мы можем квазары в состоянии "когда-то давно", а не в нынешнем.

natunchik

А как мы можем обнаружить квазары, если они вне нашего горизонта событий?

Они в настоящий момент уже вне. Мы видим свет из их давнего прошлое. Оно внутри горизонта событий. Аналогично, они могут видеть прошлое нашей галактики, но четырёхмерная координата её текущего момента уже вне, они никогда не увидят свет от неё. Как я понимаю.

blackout

Тогда получается, что я был не прав. Правильно что-то вроде такого: если есть точка А в пространстве-времени и точка B в ее будущем горизонте событий, то будущий горизонт событий точки B содержится в будущем горизонте событий точки A. Ну понятно, раз свет можно дойти от A до B и от B до C, то он может дойти и от A до C.
Аналогично прошлый горизонт событий точки A лежит внутри прошлого горизонта событий точки B.

den81

Смотри. Допустим что наш наблюдатель на месте уже много-много лет. В какой-то момент квазар исчез из его горизонта событий. А в какой?

natunchik

Это, по-моему, становится неверно, если точка B движется относительно точки A (а то и ускоренно к тому же). То есть сама точка не движется никуда, всё статично же, но траектория объекта В может легко выйти из текущего и будущих конусов объекта А. Потому что это всё в рамках ОТО, а не СТО, и пространство не плоское, а само расширяется, за счёт этого объект В может удаляться со сверхсветовой скоростью (по-координатно).
Хотя тут я уже вообще ничего не понимаю, было бы неплохо если бы появился кто-нибудь, кто может объяснить всё с формулами в руках!
@swap: а вот хз, прозреваю что это непосредственно связано с моим вопросом про горизонт событий чёрной дыры! Может, в какой-то момент исчез, но это незаметно, ибо свет от него продолжает доходить (всё более и более красный). Или ни в какой момент не исчез (в системе отсчёта А но у него остановилось время, тогда как в его собственной системе отсчёта время продолжает идти, а остановилось время наоборот у А, что означает что "на самом деле" А и В оказались в несвязанных областях пространства. Не знаю, я только СТО более или менее понимаю!

blackout

Может так?

den81

Точняк, расширение же может быть и со сверхсветовой скоростью.
А вот что будет видеть наблюдатель, действительно, неясно.
Тут еще статью нашел по теме: http://www.astronet.ru/db/msg/1194831

Kevin111

Точняк, расширение же может быть и со сверхсветовой скоростью.
как это?

den81

В посте, на который ты отвечал, есть ссылка.

wsda32


сейчас считается, что существует множество вселенный наряду с нашей, но все они разделены горизонтами событий
Ты имеешь в виду старую теорию, что каждая чёрная дыра - врата в параллельную вселенную, и т.о. этих вселенных очень много, если не бесконечно?

Arthur8

С точки зрения неподвижного наблюдателя горизонт событий чёрной дыры достижим или нет?
недостижим, при приближении к горизонту событий для внешнего наблюдателя падающий наблюдатель заморозится.
а падающий наблюдатель при проходе через горизонт ЧД увидит смерть Вселенной

den81

а падающий наблюдатель при проходе через горизонт ЧД увидит смерть Вселенной
В каком виде?

Arthur8

В каком виде?
падающий на черную дыру увидит как умрет его наблюдатель...
в фантастическом сериале Андромеда это ключевое например. А сериал Андромеда снял человек, который снля Стартрек. А в НАСА работают ребята, которые туда пошли работать из-за Стартрека.
Помните был такой фильм Полёт навигатора лет так 20 назад - так мы выросли, с тех времён, и стали такими же мечателями.

den81

падающий на черную дыру увидит как умрет его наблюдатель
Погоди, падающий пересечет или нет горизонт черной дыры?

natunchik

Ты, чем про фильмы рассказывать, можешь дать конкретную формулу для траектории фотона, падающего на чёрную дыру?
Потому что видишь ли, фраза "для внешнего наблюдателя падающий наблюдатель заморозится" как бы кривовата в том смысле, что падающий наблюдатель же не "зависнет" там, он будет продолжать ускоренно двигаться к горизонту. Очень ускоренно, и очень быстро, хоть его proper time и замедлится. Поэтому если он действительно никогда не пересечёт горизонт несмотря на это, то пространство вблизи горизонта выглядит крайне удивительно (для внешнего наблюдателя) — его там бесконечно много должно быть, чтобы падающие объекты могли падать бесконечно долго.
Например, если я зависну на расстоянии одного метра от горизонта какой-нибудь чёрной дыры и попытаюсь ткнуть в неё палкочкой, то эта палочка будет туда уходить, и уходить, и уходить, и я смогу хоть миллион километров палочки в этот метр запихнуть и всё равно она не коснётся горизонта! Причём разница в гравитационных потенциалах будет палочку не _сжимать_, а _растягивать_, то есть если моя палочка окажется недостаточно прочной, то она _порвётся_, а не сломается, и её конец окажется _ещё глубже_ (и всё равно не преодолеет отметку в один метр)!
Это очень удивительно, поэтому я и спрашиваю, не может ли кто подтвердить или опровергнуть это с формулами в руках.

L2JVIDOCQ

Ну собсно Вильд правильно написал. Падающий человек просто не успеет достичь горизонта, ибо Вселенная вымрет. Для внешнего наблюдателя он станет все медненее и медленнее падать, но для падающего внешний наблюдатель станет все быстрее двигаться. Чем ближе к горизонту, тем все процессы во Вселенной будут быстрее идти по отношеню к падающему человеку. Поэтому-то он просто не успеет достичь горизонта.
Ну и это все не обащая внимания на то, что чела может просто разорвать, ибо на малых расстояниях разница в гравитационной силе будет очень большая.
Ну а что внутри горизонта можно долго фантазировать, ибо там время и пространство как бы меняются местами. Время становится пространством и наоборот. :)

natunchik

> Для внешнего наблюдателя он станет все медненее и медленнее падать
Нука падажжи, ты смешиваешь две совершенно разные вещи.
Что у него будет замедляться proper time, то есть тупо затормозятся почти до остановки бортовые часы — не вопрос.
Замедление proper time вообще никак не влияет на ускорение под воздействием гравитации. Вот у фотонов proper time вообще стоит на месте — и ничего, замечательно летят себе со скоростью света, отклоняются массивными объектами и всё такое.
Поэтому он ни в коем случае не станет "всё медленнее и медленнее падать", относительно окружающего его пространства. Ну, представь что мы вообще о фотоне говорим — как он может "медленнее падать", скорость света как бы постоянная, йо!
Поэтому если он и будет "всё медленнее и медленнее падать", то только по-координатно, то есть мы берём ту координатную систему, в которой мы говорим что Шварцшильдовский радиус чёрной дыры равен одному километру, и вычисляем, что через секунду после вылета фотон окажется на расстоянии километра и миллиметра от центра, через две секунды — на расстоянии километра и микрона, и так далее.
Что означает что само пространство в окрестности чёрной дыры выглядит крайне странно — его там бесконечно много, грубо говоря.
Это вообще правда или нет? Что, на флокале нет ни одного релятивисткого физика, который мог бы показать формулу для координаты фотона падающего на чёрную дыру?
> Ну и это все не обащая внимания на то, что чела может просто разорвать, ибо на малых расстояниях разница в гравитационной силе будет очень большая.
С точки зрения наблюдателя, падающего в сверхмассивную чёрную дыру, разница в потенциалах до, на, и после горизонта всё ещё незначительна. Значит, и с точки зрения внешнего наблюдателя его не разорвёт.

L2JVIDOCQ

Не, для падающего чувака его часы будут идти точно так же. Но для него часы наблюдателя ускорятся.
Поэтому я и говорю, он будет падать себе в черную дыру, приближаясь к горизонту, но события вокруг него, будут ускорятся. Внешний наблюдатеть сремительно помрет, как и наше любимое солнце и все галактики и все такое. Короче увидит, чо станет со Вселенной.
А он себе будет падать. Но упасть не успеет.
Геодезическую фотона (кстати, не забывай, что он безмассовый, поэтому рассуждения о нем не применимы к массивной частице) ты сможешь посчитать только до горизонта, ибо там сингулярность (см метрику Шварцшильда). Внутри горизонта все рассуждения имеют мало смысла ибо согласно Эйнштейну (точнее метрике Шварцшильда пространство и время поменяются местами.
С точки зрения наблюдателя, падающего в сверхмассивную чёрную дыру, разница в потенциалах до, на, и после горизонта всё ещё незначительна.

Посчитай и ты увидишь, что как раз разница колосальна.
Где-то когда-то я даже видел статью о том, что произойдет с человеком, падающем в черную дыру. Но, где я ее видел, не помню.

L2JVIDOCQ

Во, кажись эта статья: http://www.astronet.ru/db/msg/1174703/kaufman-08/kaufman-08....
Сам пока не читал, но картинки (особенно про растягивающего человечка) выглядят знакомыми.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: