Ero sivun ”Tapahtumahorisontti” versioiden välillä

1 105 merkkiä poistettu ,  10 kuukautta sitten
Uudelleenkirjoitus ja jäsennöinti vastaavan eng. kielisen jutun introa mukaillen
(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)
'''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 voiliittyy teoriassayleisimmin syntyä[[Musta myösaukko|mustien tasaiseenaukkojen]] aika-avaruuteenvoimakkaan ilmangravitaatiokentän mustaakuvailuun, aukkoamutta jase siihenvoi liittyvääperiaatteessa keskussingulariteettiakehittyä josmyös riittäväntasaiseen suuri[[Aika-avaruus|aika-avaruuteen]], pallopinnanmikäli muotoinenontto massapilvipallomainen massa tiivistyy laskennallisentyhjässä tapahtumahorisonttinsa sisäpuolelleavaruudessa..<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. Todellisuudessa tapahtumahorisontin sijaintia ei voida määrittää, koska se edellyttäisi lähtevien valosäteiden äärettömyyteen pakenemisen tai pakenemattomuuden toteamista hamaan ikuisuuteen. Koska putoajakaan ei voi tapahtumahorisonttia havaita, on esitetty epäilyjä sen olemassaolosta muutoin kuin pelkästään laskennallisena suureena.
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.
 
TapahtumahorisonttiTeoreettisessa tyhjässä staatisessa aika-avaruudessa laskennallinen tapahtumahorisontti on [[Schwarzschildin säde|Schwarzschildin säteen]] etäisyydellä mustangravitoivan aukonpistemäisen keskipisteestä.massan, Schwarzschildin säde onkuten mustan aukon, teoreettinenkeskipisteestä. säde,Schwarzschildin jonkasäteen etäisyydellä pakonopeus on yhtä suuri kuin [[Valonnopeus|valon nopeus. Klassisen fysiikan keinoin ei mikään säteily voi päästä pois Schwarzschildin säteen sisäpuolelta]]. Esimerkiksi Auringolle tämä on noin 3&nbsp; km; Auringon massa pitäisi tunkea tämän rajan sisäpuolelle, jotta Auringosta tulisi musta aukko.<ref name=tpTodellisessa />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 ja, sen sijainnin määrittäminenkinmäärittäminen olisi mahdollista paikallisemmin ilman äärettömyyksiin ulottuvaa havainnointia, ja toisin kuin tapahtumahorisontti, näennäishorisontti indikoi aina mustan aukon olemassoloa. Teoreettisessa symmetrisessätyhjässä 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 voi teoriassa syntyä myös tasaiseen aika-avaruuteen ilman mustaa aukkoa ja siihen liittyvää keskussingulariteettia jos riittävän suuri pallopinnan muotoinen massapilvi tiivistyy laskennallisen tapahtumahorisonttinsa sisäpuolelle.<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. Todellisuudessa tapahtumahorisontin sijaintia ei voida määrittää, koska se edellyttäisi lähtevien valosäteiden äärettömyyteen pakenemisen tai pakenemattomuuden toteamista hamaan ikuisuuteen. Koska putoajakaan ei voi tapahtumahorisonttia havaita, on esitetty epäilyjä sen olemassaolosta muutoin kuin pelkästään laskennallisena suureena.
 
Uudemmissa mm. Penrosen ja Hawkingin tutkimuksissa on käytetty tapahtumahorisontin sijaan näennäishorisonttia (''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 ja sen sijainnin määrittäminenkin olisi mahdollista paikallisemmin ilman äärettömyyksiin ulottuvaa havainnointia, ja toisin kuin tapahtumahorisontti, näennäishorisontti indikoi aina mustan aukon olemassoloa. Teoreettisessa symmetrisessä 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 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 ==
29

muokkausta