Ero sivun ”Tapahtumahorisontti” versioiden välillä
| [katsottu versio] | [arvioimaton versio] |
Hylättiin viimeisin tekstimuutos (tehnyt Yoxxa) ja palautettiin versio 18081952, jonka on tehnyt Yoxxa; ei erikielisten Wikipedioiden linkkejä tekstiin |
Uudelleenkirjoitus ja jäsennöinti vastaavan eng. kielisen jutun introa mukaillen |
||
| Rivi 1: | Rivi 1: | ||
'''Tapahtumahorisontti''' -käsite perustui alunperin valon [[Pakonopeus|pakonopeuteen]], mikä tarkoittaa sitä että juuri tapahtumahorosontista lähtevä valo voi paeta ja horisontin sisältä lähtevä valo voisi ylittää sen tilapäisesti mutta tulisi palaamaan takaisin. Myöhemmin [[Yleinen suhteellisuusteoria|yleisessä suhteellisuusteoriassa]] otettiin käyttöön tiukempi tulkinta pintana, jonka rajaamasta alueesta mikään informaatio ei voi edetä ulkopuoliseen avaruuteen.<ref name=tp>[http://tieteentermipankki.fi/wiki/Nimitys:tapahtumahorisontti Nimitys: tapahtumahorisontti]. Tieteen termipankki. Viitattu 28.7.2015.</ref> Tämä tiukka tulkinta on aiheuttanut informaatio- ja palomuuriparadoksit. |
|||
'''Tapahtumahorisontti''' on aika-avaruuden rajapinta, jonka takaa ulkopuolisen tarkkailijan ei ole mahdollista saada minkäänlaista informaatiota. Tunnetuin esimerkki on [[musta aukko]], joka kaukaisen ja paikallaan pysyvän tarkkailijan näkökulmasta on tapahtumahorisontin ympäröimä.<ref name=tp>[http://tieteentermipankki.fi/wiki/Nimitys:tapahtumahorisontti Nimitys: tapahtumahorisontti]. Tieteen termipankki. Viitattu 28.7.2015.</ref> Rajapinnassa [[pakonopeus]] vastaa [[valon nopeus|valon nopeutta]]. Koska minkään kappaleen nopeus ei [[maailmankaikkeus|maailmankaikkeudessa]] voi nousta yli valon nopeuden, ei rajapinnan ulkopuolelle voi päästä yksikään hiukkanen. Rajapinnan sisäpuolella pakonopeus kasvaa valon nopeutta suuremmaksi, joten edes valo ei pääse karkaamaan tapahtumahorisontin ulkopuolelle. Ulkopuolella pakonopeus on valon nopeutta pienempi, jolloin pakeneminen on vielä mahdollista. Täten, vaikka [[musta aukko]] on täysin pimeä, siihen putoava aine loistaa kirkkaasti niin kauan kuin sitä on jäljellä, mutta vain tapahtumahorisontin ulkopuolella. |
|||
| ⚫ | Tapahtumahorisontti liittyy yleisimmin [[Musta aukko|mustien aukkojen]] voimakkaan gravitaatiokentän kuvailuun, mutta se voi periaatteessa kehittyä myös tasaiseen [[Aika-avaruus|aika-avaruuteen]], mikäli ontto pallomainen massa tiivistyy tyhjässä avaruudessa..<ref>{{Verkkoviite | Osoite = https://arxiv.org/abs/0809.3850v1 | Nimeke = Black holes and black hole thermodynamics withoutevent horizons | Tekijä = Nielsen, Alex B. | Julkaisu = arXiv.org | Ajankohta = 23.9.2008 | Julkaisija = | Arkisto = | Arkistoitu = | Viitattu = 22.3.2019 | Kieli = {{en}} }}</ref> Robert Geroch on laskenut, että jos Linnunrata tiivistyisi tasaisesti keskustaansa kohden, sen ulkoreunalle syntyisi tapahtumahorisontti galaksin jatkaessa olemassaoloaan normaalisti. <ref>{{Verkkoviite | Osoite = https://arxiv.org/abs/1808.01507v1 | Nimeke = What Is a Black Hole | Tekijä = Eric Curiel | Julkaisu = arXiv.org | Ajankohta = 4.9.2018 | Julkaisija = | Arkisto = | Arkistoitu = | Viitattu = 22.3.2019 | Kieli = {{en}} }}</ref> Tapahtumahorisontin sisällä vallitsisi tällöin tasainen aika-avaruus, jossa valo kulkisi normaalisti kaikkiin suuntiin. |
||
Jos fyysinen kappale tai ihminen ohittaisi tapahtumahorisontin, se ei havaitsisi mitään outoa, koska tapahtumahorisontti on matemaattinen rakennelma. Ulkopuolisen tarkkailijan näkökulmasta tapahtumahorisontin ohittanut kappale näkyy punertavampana ja himmeämpänä ja näyttää hidastuvan paikalleen lähestyessään tapahtumahorisonttia. Mustaan aukkoon putoava aine ei itse koe ikinä osumista [[singulariteetti]]pisteeseen kokemansa ajan hidastumisen vuoksi. |
|||
Teoreettisessa tyhjässä staatisessa aika-avaruudessa laskennallinen tapahtumahorisontti on [[Schwarzschildin säde|Schwarzschildin säteen]] etäisyydellä gravitoivan pistemäisen massan, kuten mustan aukon, keskipisteestä. Schwarzschildin säteen etäisyydellä pakonopeus on yhtä suuri kuin [[Valonnopeus|valon nopeus]]. Esimerkiksi Auringolle tämä on noin 3 km; Auringon massa pitäisi tunkea tämän rajan sisäpuolelle, jotta Auringosta tulisi musta aukko. Todellisessa dynaamisesssa universumissa tapahtumahorisontin teleologisen luonteen vuoksi sen nykyisen sijainnin määrittämiseksi pitäisi tietää maailmankaikkeuden tulevaisuus kokonaisuudessaan hamaan ikuisuuteen, joka on käytännössä mahdotonta. |
|||
Ulkopuolisen tarkkailijan näkökulmasta tapahtumahorisonttia lähestyvä fyysinen kappale näyttää hidastuvan, muuttuvan yhä punaisemmaksi ja hidastuvan paikalleen horisonttitasoon. Putoavasta esineestä lähtevän valon aallonpituus pitenee esineen lähetessä tapahtumahorisonttia. Tapahtumahorisontin teoreettisen luonteen vuoksi putoava kohde ei välttämättä havaitsisi laskennallisen tapahtumahorisontin läpäisyä mitenkään. |
|||
Tapahtumahorisontti oli aiemmin tärkeä teoreettinen rakennelma, koska uskottiin, että mustaan aukkoon putoavien hiukkasten informaatio säilyisi sellaisenaan tapahtumahorisontin pinnassa. Sittemmin [[Stephen Hawking]] pyörsi kantansa ja oli sitä mieltä, että mustan aukon sisältämä informaatio voi palata universumiin vain tunnistamattomaksi muuttuneessa muodossa. |
|||
| ⚫ | Uudemmissa mm. Penrosen ja [[Stephen Hawking|Hawkingin]] tutkimuksissa on käytetty tapahtumahorisontin sijaan näennäishorisonttia ''(engl. apparent horizon)''. [[Näennäishorisontti]] sijaitsee mustan aukon tapahtumahorisontin sisällä, ja sen rajaamassa alueessa valo ei voi edetä lainkaan ulospäin. Tämän vuoksi alue olisi putoajan havaittavissa oleva musta alue, sen sijainnin määrittäminen olisi mahdollista paikallisemmin ilman äärettömyyksiin ulottuvaa havainnointia, ja toisin kuin tapahtumahorisontti, näennäishorisontti indikoi aina mustan aukon olemassoloa. Teoreettisessa tyhjässä staatisessa aika-avaruudessa näennäishorisontti voi ulottua tapahtumahorisonttiin saakka, mutta käytännössä mustan aukon ulkopuolella lähietäisyydellä oleva massa voi aiheuttaa tapahtumahorisontin laajenemisen ulommas näennäishorisontista. Tapahtumahorisontti -termiä käytetään usein yksinkertaistavasti erilaiset mustan aukon rajapinnat kattavana yleisnimikkeenä. Pamfletissaan ”Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes” Hawking ehdottaakin tapahtumahorisontin käytöstä luopumista ja näennäishorisontin käyttöä informaatio- ja palomuuriparadokseista pääsemiseksi. |
||
| ⚫ | Tapahtumahorisontti |
||
| ⚫ | Uudemmissa mm. Penrosen ja Hawkingin tutkimuksissa on käytetty tapahtumahorisontin sijaan näennäishorisonttia |
||
Pamfletissaan ”Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes” Hawking ehdottaakin tapahtumahorisontin käytöstä luopumista palomuuri-ilmiöstä pääsemiseksi. Tämä palauttaisi tapahtumahorisontin alkuperäiseen pakonopeustulkintaansa laskennalliseksi pinnaksi, josta fotoni vielä voisi paeta ja jonka sisältä tuleva fotoni ylittää mutta tulisi aikanaan palaamaan takaisin muodostamatta mitään putoajalle havaittavaa pintaa. |
|||
== Katso myös == |
== Katso myös == |
||
Versio 15. toukokuuta 2019 kello 10.45
Tapahtumahorisontti -käsite perustui alunperin valon pakonopeuteen, mikä tarkoittaa sitä että juuri tapahtumahorosontista lähtevä valo voi paeta ja horisontin sisältä lähtevä valo voisi ylittää sen tilapäisesti mutta tulisi palaamaan takaisin. Myöhemmin yleisessä suhteellisuusteoriassa otettiin käyttöön tiukempi tulkinta pintana, jonka rajaamasta alueesta mikään informaatio ei voi edetä ulkopuoliseen avaruuteen.[1] Tämä tiukka tulkinta on aiheuttanut informaatio- ja palomuuriparadoksit.
Tapahtumahorisontti liittyy yleisimmin mustien aukkojen voimakkaan gravitaatiokentän kuvailuun, mutta se voi periaatteessa kehittyä myös tasaiseen aika-avaruuteen, mikäli ontto pallomainen massa tiivistyy tyhjässä avaruudessa..[2] Robert Geroch on laskenut, että jos Linnunrata tiivistyisi tasaisesti keskustaansa kohden, sen ulkoreunalle syntyisi tapahtumahorisontti galaksin jatkaessa olemassaoloaan normaalisti. [3] Tapahtumahorisontin sisällä vallitsisi tällöin tasainen aika-avaruus, jossa valo kulkisi normaalisti kaikkiin suuntiin.
Teoreettisessa tyhjässä staatisessa aika-avaruudessa laskennallinen tapahtumahorisontti on Schwarzschildin säteen etäisyydellä gravitoivan pistemäisen massan, kuten mustan aukon, keskipisteestä. Schwarzschildin säteen etäisyydellä pakonopeus on yhtä suuri kuin valon nopeus. Esimerkiksi Auringolle tämä on noin 3 km; Auringon massa pitäisi tunkea tämän rajan sisäpuolelle, jotta Auringosta tulisi musta aukko. Todellisessa dynaamisesssa universumissa tapahtumahorisontin teleologisen luonteen vuoksi sen nykyisen sijainnin määrittämiseksi pitäisi tietää maailmankaikkeuden tulevaisuus kokonaisuudessaan hamaan ikuisuuteen, joka on käytännössä mahdotonta.
Ulkopuolisen tarkkailijan näkökulmasta tapahtumahorisonttia lähestyvä fyysinen kappale näyttää hidastuvan, muuttuvan yhä punaisemmaksi ja hidastuvan paikalleen horisonttitasoon. Putoavasta esineestä lähtevän valon aallonpituus pitenee esineen lähetessä tapahtumahorisonttia. Tapahtumahorisontin teoreettisen luonteen vuoksi putoava kohde ei välttämättä havaitsisi laskennallisen tapahtumahorisontin läpäisyä mitenkään.
Uudemmissa mm. Penrosen ja Hawkingin tutkimuksissa on käytetty tapahtumahorisontin sijaan näennäishorisonttia (engl. apparent horizon). Näennäishorisontti sijaitsee mustan aukon tapahtumahorisontin sisällä, ja sen rajaamassa alueessa valo ei voi edetä lainkaan ulospäin. Tämän vuoksi alue olisi putoajan havaittavissa oleva musta alue, sen sijainnin määrittäminen olisi mahdollista paikallisemmin ilman äärettömyyksiin ulottuvaa havainnointia, ja toisin kuin tapahtumahorisontti, näennäishorisontti indikoi aina mustan aukon olemassoloa. Teoreettisessa tyhjässä staatisessa aika-avaruudessa näennäishorisontti voi ulottua tapahtumahorisonttiin saakka, mutta käytännössä mustan aukon ulkopuolella lähietäisyydellä oleva massa voi aiheuttaa tapahtumahorisontin laajenemisen ulommas näennäishorisontista. Tapahtumahorisontti -termiä käytetään usein yksinkertaistavasti erilaiset mustan aukon rajapinnat kattavana yleisnimikkeenä. Pamfletissaan ”Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes” Hawking ehdottaakin tapahtumahorisontin käytöstä luopumista ja näennäishorisontin käyttöä informaatio- ja palomuuriparadokseista pääsemiseksi.
Katso myös
Lähteet
- ↑ Nimitys: tapahtumahorisontti. Tieteen termipankki. Viitattu 28.7.2015.
- ↑ Nielsen, Alex B.: Black holes and black hole thermodynamics withoutevent horizons arXiv.org. 23.9.2008. Viitattu 22.3.2019. (englanniksi)
- ↑ Eric Curiel: What Is a Black Hole arXiv.org. 4.9.2018. Viitattu 22.3.2019. (englanniksi)