Je horizont černé díry jen iluze?

Kdo by pochyboval o tom, že existuje horizont událostí černé díry. Vždyť to je to, co právě vidíme při pozorování černé díry. Dokonce jsme nedávno tuhle čerň viděli na fotografii. Ale můžeme tmu vůbec vidět?

Pro odpověď na otázku v titulku stačí úvaha i na základě informací známých z popularizačních médií. Už v nich se dovíme, že když pozorujeme padat něco do černé díry, vlastně to nikdy do ní nespadne. "Vidíme", že pád tohoto objektu, např. vesmírné lodi, se stále zpomaluje a zpomaluje, až se nakonec zastaví. Proto se ostatně dříve černým dírám říkalo zamrzlé hvězdy.

Ovšem kdybychom byli astronautem na oné padající vesmírné lodi, viděli bychom něco zcela jiného. Když bychom padali místem, kde vnější pozorovatel vidí horizont, my bychom nezaznamenali nejen horizont, ale nezaznamenali bychom vlastně nic, nic zvláštního. (To ovšem jen v případě obří černé díry. Když by byla malá, její gravitační "siločáry" by se silně sbíhaly, což by nás zmáčklo a natáhlo do nudle a roztrhalo slapovými silami. Zkuste třeba projít klíčovou dírkou.)  Z pohledu padajícího tedy horizont vůbec neexistuje.

Počkat, počkat. Takže když astronaut začne na černou díru padat, tak horizont vidí, ale když jím propadává, tak ten horizont neexistuje? A co se děje tedy mezi tím? Kdy ten horizont zmizí? On ten horizont nezmizí, ale couvá tím více, čím rychleji astronaut padá "na" černou díru, přesněji směrem k její singularitě. I když je uvnitř černé díry, vlastně vidí, že stále v ní ještě není. A horizont bude stále před ním, dokud ho nerozdrtí singularita.

Aby to bylo jasné, představme si černou díru v metafoře jako vodopád. A foton letící rychlostí světla ven z černé díry jako rybu, která plave proti toku vody. Viz video výše. (Kvůli politice YouTube si musíte kliknout na obrázek, abyste video viděli.) Ta prostřední ryba plave stejně rychle jako protiproud, takže vlastně plave stále na místě. Když se vrátíme z této metafory k černé díře, tak si lze představit foton místo ryby, a ten foton stojí na místě právě tam, kde je z vnějšího pohledu horizont událostí. (Ono je to v černé díře trošku jinak, protože stačí, aby foton letěl jen trochu šikmo proti toku prostoročasu do černé díry, a foton odletí do boku a je do ní stažen.) Ale uvědomme si, že ta metaforická ryba stojí jen z pohledu člověka, (třeba) stojícího na dně řeky. Když ale bude člověk volně unášeni proudem (někde u ryby vpravo), pak se k němu bude prostřední ryba přibližovat, přesněji on k ní. To znamená u černé díry, že horizont není na místě prostřední ryby, ale za ní. Posunul se od pozorovatele.

Ale to je přesně to, co jsme říkali. Poloha horizontu černé díry závisí na rychlosti (a zrychlení) pozorovatele ve směru k černé díře. Z toho ale jasné vyplývá, že horizont události je jen jev, iluze je asi moc silné slovo. Ale možná tady ne, když je iluzí i lomený tvar rovné tyče ponořené do vody. Přinejmenším je iluze, že je na tom místě, kde ho právě vidíme.

----------------------------------------------------------------------------

O černých dírách se více zajímavostí můžete dovědět v následujících blozích:
Může čas běžet zpět a couvá skutečně nebo zdánlivě?Kde je na Zemi nadsvětelná rychlostMohou být černé díry průsvitné?Zvuková černá díraJe to skutečně fotka černé díry nebo počítačem vyrobený obrázek?Proč neexistuje singularita velkého třesku a černých děr

Náš výklad by stručný, ale chcete-li podrobnější a ještě názornější, povívejte se na toto dokonalé video: