Horyzont zdarzeń

Co to jest horyzont zdarzeń?

Horyzont zdarzeń to granica w czasoprzestrzeni otaczająca czarną dziurę, po przekroczeniu której żadna informacja – ani materia, ani promieniowanie, ani nawet światło – nie może wydostać się na zewnątrz. Jest to powierzchnia bez powrotu: obserwator z zewnątrz nigdy nie otrzyma żadnej informacji o tym, co dzieje się za horyzontem. Promień horyzontu zdarzeń dla czarnej dziury o masie M nazywany jest promieniem Schwarzschilda: r_s = 2GM/c².

Dla czarnej dziury o masie Słońca promień Schwarzschilda wynosi ok. 3 km; dla supermasywnej czarnej dziury M87* (6,5 miliarda mas Słońca) – ok. 19 miliardów km, czyli ok. 3-krotność orbity Neptuna. Dla obserwatora swobodnie wpadającego w czarną dziurę horyzont zdarzeń nie jest żadnym fizycznie wyróżnionym miejscem – przechodzi przezeń niezauważalnie (dla małych czarnych dziur siły pływowe mogłyby go wcześniej rozerwać). Dla zewnętrznego obserwatora czas na horyzoncie pozornie zatrzymuje się (efekt grawitacyjnego rozciągania czasu), a obiekt blada i znika z powodu przesunięcia ku czerwieni.

Zdjęcie horyzontu zdarzeń czarnej dziury M87* opublikowane w 2019 r. przez sieć EHT i zdjęcie Sgr A* w 2022 r. są pierwszymi bezpośrednimi obrazami okolic horyzontu zdarzeń. Fizyk Stephen Hawking przewidział (1974 r.), że czarne dziury emitują słabe promieniowanie termiczne (promieniowanie Hawkinga) przez efekty kwantowe w pobliżu horyzontu zdarzeń – co prowadzi do stopniowego „parowania” czarnej dziury przez astronomicznie długi czas. Promieniowania Hawkinga jak dotąd nie zaobserwowano.