Ist der Ereignishorizont von Schwarzen Löchern sichtbar scharf oder verschwommen?

Wenn Sie sich einem Schwarzen Loch nähern, wie sehen Sie den Ereignishorizont? Ist es immer wie eine klare Fläche? Oder es sieht nur aus der Ferne klar aus, aber wenn Sie sich dem Schwarzen Loch nähern, sehen Sie, dass es eine verschwommene Schicht ist, und alles um Sie herum wird allmählich dunkler, wenn Sie hindurchfallen?

Ich weiß, dass der Schwarzschild-Radius eine exakte (klar umrissene) Sphäre um die Singularität (die Oberfläche ohne Wiederkehr) definieren würde, aber was passiert eigentlich mit dem Licht selbst? Jedenfalls fehlt es meiner Frage vielleicht an Fantasie, da Licht schon außerhalb des Ereignishorizonts stark gebeugt wird.

Antworten (3)

Tatsächlich sieht man in den meisten Fällen nicht den Ereignishorizont, sondern die Photonenkugel. Wenn Sie zum Beispiel aus einiger Entfernung schauen, wenn Licht, das von einem Stern emittiert wird, in die Photonenkugel gelangt (wo sich Licht theoretisch auf einer kreisförmigen Umlaufbahn bewegen kann, obwohl die Umlaufbahn instabil ist), die sich außerhalb des Ereignishorizonts befindet, ist es mehr oder weniger dazu verdammt, auch in den Ereignishorizont zu gehen, es sei denn, es streut von irgendetwas. Dies liegt daran, dass sich ein Photon innerhalb der Kugel nur mehr in Richtung der BH biegen kann, was bedeutet, dass es, wenn seine Richtung innerhalb der BH war, während es die Photonenkugel durchquert, niemals ohne Wechselwirkung nach außen zeigen kann.

Vor einiger Zeit habe ich simuliert, wie es aussehen würde, wenn man in der Nähe eines Schwarzen Lochs wäre.

Bild eines Schwarzen Lochs.

Im Bild markiert der Rand des schwarzen Bereichs die Photonenkugel. Wenn Sie sich jedoch in der Photonenkugel befanden, gilt mein Argument der Photonenkugel natürlich nicht, da Licht, das zu Ihnen kommt, sowieso in das Loch zeigt. Ich weiß nicht wirklich, was die Kante ist, die Sie sehen, wenn Sie bereits drinnen sind, aber wie John Rennie bemerkte, sollte diese Kante immer scharf sein.

Ich wusste nichts über die Photonenkugel, danke. Es unterstützt wirklich die Vorstellungskraft. Wenn ich die Photonensphäre, aber noch nicht den Ereignishorizont betrete, dann werde ich von Sternenlicht aus allen Richtungen "geblendet", richtig? Alle Photonen wirbeln in den Ereignishorizont hinein, und sie kommen von allen Seiten der Photonensphäre. Ich kann mir jedoch nicht vorstellen, dass ich das Bild eines Sterns aufgrund chaotischer Verzerrungen unterscheiden könnte.
Nun, die Intensität nimmt wahrscheinlich zu, wenn Sie hineinfallen, aber allmählich. Man sieht einzelne Sterne, allerdings ist das Bild natürlich stark verzerrt. Auch kann man mehrere Bilder desselben Sterns sehen, denn ein Strahl kann entweder fast direkt zum Betrachter kommen oder eine volle Schleife um den BH machen und dann den Beobachter treffen oder noch mehr Schleifen machen. Jede Konfiguration ergibt ein anderes Bild. Die Bilder, die aus Strahlen resultieren, die mehrere Schleifen gemacht haben, sind jedoch extrem verzerrt und fast nicht zu sehen.
@CamilB Der Betrachter kann nichts Besonderes sehen, während er durch die Photonensphäre oder den Ereignishorizont fällt. Die Videos in John Rennies Link sind eigentlich sehr hilfreich.

Die Berechnung dessen, was Sie sehen würden, wenn Sie in ein Schwarzes Loch fallen, ist einfach, aber mühsam. Glücklicherweise gibt es viele Websites, die dies für Sie getan haben. Wenn Sie kürzlich im Kino waren, macht der Film Interstellar einen ziemlich guten Job.

Weniger spektakulär, werfen Sie einen Blick auf diese Seite , die Videos zeigt, wie die Reise aussehen würde. Es gibt eine scharfe Grenze zwischen den hellen und dunklen Bereichen, obwohl die Biegung des Lichts bedeutet, dass die Grenze nicht einfach der Rand des Schwarzen Lochs ist.

Der Ereignishorizont oder „Punkt ohne Wiederkehr“ ist der Punkt, an dem die Fluchtgeschwindigkeit eines Objekts, das in das Schwarze Loch fällt, größer sein muss als die Lichtgeschwindigkeit (etwa 299.792.458 m/s). Daraus folgt, dass Licht ihm nicht entkommen kann, daher gibt es eine scharfe, klare Unterscheidung zwischen dem Ereignishorizont selbst und dem Hintergrund. Wenn Sie sich auf das Schwarze Loch zubewegen und kurz vor dem Ereignishorizont anhalten und Ihren Kopf entweder nach links oder rechts drehen würden, würde das Licht, das von Ihrem Hinterkopf reflektiert wird, durch die Krümmung der Raumzeit um das Schwarze gebogen werden Loch, und Sie könnten Ihren Hinterkopf sehen. Das Licht selbst wird, sobald es den Ereignishorizont passiert hat, im Schwarzen Loch eingeschlossen und trägt zu seiner Masse bei (Licht hat keine Masse, aber es hat Energie, daher E = mc ^ 2). Du wirst auch drinnen gefangen sein,