Видимий горизонт

У загальній теорії відносності видимий горизонт - це поверхня, яка є межею між світловими променями, спрямованими назовні і рухаються назовні, і тим, що спрямовані назовні, але рухаються всередину.

Видимі горизонти не є інваріантними властивостями простору-часу, і, зокрема, вони відрізняються від горизонтів подій. У межах видимого горизонту світло не рухається у напрямку ззовні від чорної діри, тоді як спрямоване назовні світло може перетинати горизонт подій тимчасово, але повертається назад до чорної діри у майбутньому з постійним симетричним простором-часом. Та.ким чином, видимий горизонт можна розглядати як межу чорної діри для світла в цей момент, тоді як горизонт подій - це межа чорної діри для світла в майбутньому.

Поняття горизонту в загальній теорії відносності тонке і залежить від тонких відмінностей.

Визначення

Поняття "видимого горизонту" починається з поняття захопленої нульової поверхні . Поверхня (компактна, орієнтована, просторова) завжди має 2 незалежні спрямовані вперед у часі, світлоподібні, нормальні напрямки. Наприклад, (просторово-просторова) сфера в просторі Мінковського має світлоподібні вектори, спрямовані всередину і назовні по радіальному напрямку. Вказівні всередину світлоподібні вектори сходяться, тоді як спрямовані назовні світлоподібні нормальні вектори розходяться. Однак, існує можливість, що сходяться і спрямовані всередину, і спрямовані назовні світлоподібні нормальні вектори. У такому випадку поверхню називають захопленою .

Розглянемо всі такі захоплені поверхні. З точки зору простої чорної дірки Шварцшильда ці поверхні заповнюють чорну діру. "Видимий горизонт" тоді визначається як межа цих поверхонь - в цьому сенсі, по суті, це сама зовнішня поверхня чорної діри. Зауважимо, однак, що чорна діра визначається по відношенню до горизонту подій, який не завжди відповідає видимому горизонту.

Відмінності від (абсолютного) горизонту подій

У контексті чорних дір термін «горизонт подій» відноситься майже виключно до поняття «абсолютного горизонту ». Виникає велика плутанина щодо відмінностей між видимим горизонтом і горизонтом подій. Загалом, обидва не повинні бути однаковими. Наприклад, у випадку збуреної чорної діри, видимий горизонт і горизонт подій взагалі не збігаються, поки один з них коливається.

У простій картині зоряного колапсу, що призводить до утворення чорної діри, горизонт подій раніше видимого горизонту. Коли чорна діра заспокоюється, два горизонти наближаються один до одного і асимптотично стають однією поверхнею. Якщо видимий горизонт існує, він обов'язково перебуває всередині горизонту подій.

Видимі горизонти залежать від "нарізки" простору-часу. Тобто, розташування і навіть існування видимого горизонту залежить від того, як простір-час ділиться на простір і час. Наприклад, можна нарізати геометрію Шварцшильда таким чином, щоб не було жодного видимого горизонту, незважаючи на те, що горизонт подій існує обов'язково.

Див. також

• Абсолютний горизонт
• Чорна діра                         
• Космологічний горизонт
• Горизонт подій                         
• Горизонт частинок
• Захоплені нуль поверхні
• Ергосфера
• Горизонт Коші
• Рішення Reissner – Nordström
• Фотонна сфера
• Вбивчий горизонт
• Гола сингулярність