Zakaj na horizontu dogodkov ne vidimo vseh predmetov…?


    Zakaj na horizontu dogodkov ne vidimo vseh predmetov, ki so kdajkoli padli v črno luknjo?

    Na horizontu dogodkov črne luknje se čas ustavi, ko ga telo prečka (za oddaljenega opazovalca). Opazovalec od daleč bi videl, kot da je npr. raketa “zmrznila” na horizontu in nekako lebdi večno tik nad horizontom. Ali potem ne bi videli množico vseh neštetih predmetov, ki so v zgodovini črne luknje že padli vanjo, mi pa jih še vedno vidimo (zaradi neskončne dilatacije časa) zamrznjene nad horizontom? Ali ne gre tu za protislovje?

    Na prvi pogled se res zdi tako kot ste zapisali. Vendar pa je potrebno upoštevati, da svetlobni signal na poti od astronavta ob horizontu dogodkov do opazovalca daleč stran doživi določene spremembe. Prva je tako imenovani rdeči premik. Ker svetlobni signal na poti od astronavta ob horizontu dogodkov do opazovalca daleč stran premaguje gravitacijski privlak, se energija svetlobnega paketa zmanjšuje na račun pridobljene potencialne energije. Svetloba, ki doseže opazovalca, je tako bolj “rdeča”, to je ima večjo valovno dolžino kot oddana. Bližje kot je astronavt (ali tisti, ki oddaja svetlobne signale) horizontu dogodkov, bolj je valovna dolžina raztegnjena, ko doseže opazovalca. Namesto npr. oddanega signala vidne svetlobe, lahko prejme opazovalec tudi signal v radijskem delu spektra ali s še daljšo valovno dolžino (izraženo s številkami: oddani signal z valovno dolžino nekaj sto nanometrov se raztegne na več kilometrov, lahko pa tudi še bolj. Pri tem zgornje meje seveda ni, kolikšna je valovna dolžina pač določa le bližina dogodkovnega horizonta). Seveda velika valovna dolžina signalov, ki dospejo do opazovalca terja temu primerne detektorje – za vidno svetlobo so to lahko naše oči, za detekcijo radijskih valov pa potrebujemo antene primerljive z velikostjo valovnih dolžin, ki naj jih zaznavajo. Da bi lahko sledili padcu astronavta v črno luknjo bi toraj morali imeti na razpolago serijo vedno večjih anten (detektorjev).

    A to še ni vse. Signali, ki dospejo do opazovalca so namreč tudi vedno šibkejši. Če na primer astronavt oddaja svetlobne signale v enakomernih časovnih razmikih, potem bodo časovni razmiki med prejetimi signali vedno večji, signali pa vedno šibkejši. Tako bo po določenem času padla moč signala pod zmožnosti naših (opazovalčevih) detektorjev- astronavta ne bomo več videli! Seveda ta razmislek velja tudi, če astronavt oddaja signale kontinuirano (seva svetlobo nepretrgoma). Ali rečeno drugače, če oddaja astronavt svetlobne signale v enakomernih časovnih razmikih (gledano v sistemu astronavta), tedaj obstaja tudi zadnji signal, ki ga odda preden prestopi horizont dogodkov. To je tudi zadnji signal, ki ga bo opazovalec zaznal!

    Če povzamemo: opazovalec sicer res ne bo videl astronavta nikoli “pasti” v črno luknjo, bo pa njegova slika vedno šibkejša (bolj medla) in v delu svetlobnega spektra z vedno večjimi valovnimi dolžinami. Pri opazovanju z golim očesom, bo tako astronavt nekako “zbledel” izpred opazovalčevih oči. Pa tudi če bi z detektorji želeli slediti padcu astronavta v črno luknjo, bi neizbežno naleteli na mejo občutljivosti uporabljenih detektorjev. Padec v črno luknjo bi lahko opazovali le z neskončno občutljivim detektorjem. Seveda pa kaj takega na spada več v domeno fizike.

    Sagittarius A – področje v okolici morebitne črne luknje v centru naše galaksije. Posnetek je v svetlobi valovne dolžine 20 cm. Courtesy National Radio Astronomy Observatory / Associated Universities.

    Več o padcu v Črno luknjo lahko preberete na:
    Padec v črno luknjo
    Ostali zapisi:
    Prihodnost črnih lukenj
    Svetloba in črne luknje
    Črvje luknje in časovni stroji
    Vpliv na gibanje Zemlje
    Uvod v splošno teorijo relativnosti
    Animacije o padcu v črno luknjo
    Black Holes
    (rubrika pri ODP seznamu spletnih strani)

    (Jure Zupan)

    PUSTITE KOMENTAR

    Vpiši svoj komentar!
    Prosimo vpišite svoje ime

    This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.