أفق الحدث

للاستخدامات الأخرى، انظر أفق الحدث (توضيح).

في النسبية العامة، أفق الحدث event horizon (EH)، هي منطقة فيما وراء الزمكان التي لا يمكن للراصد الخارجي ملاحظة ما يدور فيها ما أحداث. بالمصطلح العامي، يُعهد أفق الحدث بالمنطقة المحيطة "بنقاط اللاعودة"، أي الحد الذي يصبح عنده الهرب، بالنسبة للأجسام فائقة الضخامة، محالاً بسبب سحب الجاذبية. عادة ما يرتبط أفق الحدث بالثقوب السوداء. لا يمكن للضوء المنبعث من داخل أفق الحدث حتى يتجاوز هذا حد الوصول إلى الراصد الخارجي (الجهة الأخرى لأفق الحدث)؛ ويرجع ذلك إلى الجاذبية القوية للثقب الأسود التي تجذب الفوتون إليها وتمنعه من الخروج. علاوة على ذلك، يظهر حتى أي جسم يصل إلى الأفق من جهة الراصد يتباطأ ولا يمر أبداً عبر الأفق، وبمرور الوقت تخضع صورته للمزيد من الإزاحة الحمراء. يعني هذا حتى الطول الموجي للضوء المبنعث من الجسم يزداد حدثا تحرك الجسم بعيداً عن الراصد. ومع ذلك، فإن الجسم المتجول، لا يقابل ولا تصدر عنه أي تأثيرات غريبة، وفي الواقع، فإنه يمر خلال الأفق بمقدار محدود من الوقت المناسب.

توجد أنماط أخرى من الأفق والتي تتضمن الأفق المطلق والأفق الظاهري الموجودة حول الثقوب السوداء. وهناك مصطلحات أخرى هامة في دراسة الثقوب السوداء وتضم أفق كوشي والأفق القاتل؛ الدوائر الفوتونية وergosphere في حلول كير؛ أفق الجسيم والأفق الكوني المرتبطين بفهم الكون؛ والأفق المعزول والأفق الديناميكي.

أفق الحدث للثقب الأسود

بعيداً عن الثقب الأسود يمكن للجسيم حتى يتحرك في أي اتجاه. يقتصر تحركه فقط على سرعة الضوء.
عند أقرب مسافة من الثقب الأسود يبدأ الزمكان في التشوه. في بعض أنظمة الإحداثيات الملائمة، فإن المسارات المتجهة نحوالثقب الأسود تكون أكثر من المسارات التي تتحرك بعيداً عنه.
داخل أفق الحدث، تقترب جميع المسارات الجسيم من مركز الثقب الأسود. لم يعد بالإمكان هروب الجسيم.

من أشهر أمثلة أفق الحدث المشتقة من وصف النسبية العامة للثقب الأسود، الجرم السماوي الضخم للدرجة التي لا يمكن لأي مادة أوإشعاع قريب حتى يهرب من حقل جاذبيته. عادة ما يوصف هذا بالحدود التي تكون فيها سرعة إفلات الثقب الأسود أكبر من سرعة الضوء. ومع ذلك، فالوصف الأكثر دقة، هوأنه في حدود ذلك الأفق، تكون جميع المسارات الشبيهة بالضوء (المسارات التي يمكن حتى يسلكها الضوء) وبالتالي جميع المسارات وبالتالي جميع المسارات في الأقماع الضوئية الأمامية للجسيمات داخل الأفق، مشوه بحيث تقع في أبعد مكان في الثقب. بمجرد حتى تصبح الجسيمات داخل الأفق، يصبح الانتنطق إلى الثقب أمراً لا مفر منه، مثل التحرك للأمام في الوقت المناسب، ويمكن اعتباره في الواقع مكافئاً لذلك التحرك، اعتماداً على نظام الإحداثيات الزمكاني المستخدم.

عند السطح يعمل نصف قطر شڤارتزشيلد كأفق وقع في الجسم الغير دوراني الذي يناسب نصف القطر (على الرغم من حتى الثقب الأسود الدوراني يعمل بطريقة مختلفة قليلاً). نصف قطر شڤارتزشيلد هوجسم يتناسب مع كتلته. نظرياً، فإن أي مقدار من المادة سيصبح ثقباً أسوداً إذا ضُغط في الفضاء الذي يتناسب مع نصف قطر شڤارتزشيلد اللقاء له. بالنسبة لكتلة الشمس، فيبلغ نصف قطر شڤارتزشيلد اللقاء حوالي ثلاثة كيلومتر، وبالنسبة للارض يبلغ نصف القطرتسعة مليمتر تقريباً. إلا أنه من الناحية العملية، لا تملك الأرض ولا الشمس الكتلة اللازمة وبالتالي قوة الجاذبية اللازمة، للتغلب على ضغط اضمحلال الإلكترون والنيترون. إذا الحد الأدنى للكتلة المطلوبة للنجم القادر على الانهيار فيما ما وراء هذين الضغطين هوحد تولمان-أوپنهايمر-ڤولكوف، وهوما يقارب ثلاثة أضعاف الكتلة الشمسية.

يساء فهم آفاق وقع الثقوب السوداء على نطاق واسع. ومن المعلومات الشائعة، على الرغم من خطأها، حتى الثقوب السوداء "تفرغ" المواد في المساحة المجاورة لها، لكنها في الواقع لا تمتلك القدرة على البحث عن المواد لاستهلاكها أكثر من أي جاذب ثنطقي آخر. كما في أي كتلة في الكون، يجب حتى تأتي المادة داخل نطاق جاذبيتها لتكون هناك إحتماليها لأسرها أواندماجها مع أي كتلة أخرى. وبالمثل، فمن الأفكار الشائعة، إمكانية رصد سقوط المادة داخل الثقب الأسود. هذا الأمر ليس ممكنا. يمكن للفلكين فقط التحقق من الأقراص المزودة حول الثقوب السوداء، حيث تتحرك المواد بهذه السرعة، فيؤدي الاحتكاك إلى توليد إشعاعات عالية الطاقة يمكن التحقق منها (وبالمثل، تُجبر بعض مواد هذه الأقراص المزودة على امتداد محور الدوران في الثقب الأسود، مما يخلق منافث مرئية عندما تتفاعل هذه التيارات مع مواد مثل الغازات البين نجمية أوعندما تكون متجه مباشرة إلى الأرض). علاوة على ذلك، ففي الواقع، لا يرى الراصد البعيد أي شيء يصل الأفق. بدلاً من ذلك، في الوقت الذي يقترب فيه الجسم من الثقب، سيظهر كأنه يمر ببطء أكثر، في حين سيخضع أي ضوء منبعث منه للمزيد من الانزياح الأحمر.

أفق الحدث الكوني

الأفق الظاهر لجسيم متسارع

مخطط الزمكان يوضح الجسيم المتسارع بشكل موحد، P، والحدث E الذي يقع خارج أفق الجسيم الظاهري. قمع الضوء الأمامي للحدث لا يتقاطع أبداً مع خط عالم الجسيم

.

إذا كان الجسيم يتحرك بسرعة ثابتة في كون غير ممتد خالي من حقول الجاذبية، فإن أي وقع يقع في ذلك الكون سيكون في النهاية مرئياً بواسطة الجسيم، لأن الأقماع الضوئية الأمامية لتلك الأحداث تتقاطع مع خط عالم الجسيم. ومن ناحية أخرى، فإذا كان الجزيء متسارعاً، ففي بعض الحالات، لا تتقاطع أقماع الضواء في بعض الأحداث مع خط عالم الجسيمات. في هذه الحالات، فإن الأفق الظاهريقد يكون موجوداً في الإطار المرجعي للجسيم (المتسارع)، ويمثل الحدود التي لا يمكن بعدها رصد الأحداث.

فى نظرية النسبية العامة

في نظرية النسبية العامة، يستعمل مصطلح أفق الحدث event horizon باعتباره حد موجود في الزمكان spacetime، كمنطقة تحيط بالثقب الأسود أوالثقب الدودي wormhole، ضمنه لا تؤثر الحوادث بالملاحظ الخارجي. السبب ببساطة حتى الضوء المنبعث من داخل أفق الحدث لا يمكن له حتى يتجاوز هذا الحد للوصول إلى الراصد الخارجي (الجهوالأخرى لأفق الحدث) بسبب الثنطقة والجاذبية القوية للثقب الأسود.

توجد أنماط أخرى من الأفق تتضمن الأفق المطلق والظاهري المتواجدين حول أي ثقب أسود. أيضا تظل مصطلحات أخرى مهمة في أبحاث الثقب الأسود :أفق كاوشي Cauchy horizon، الأفق القاتل Killing horizon، كرة الفوتون photon sphere وergosphere لحلول ريسنر-نوردشتروم Reissner-Nordström solution ، أفق الجسيم particle horizon والأفق الكوني cosmological horizon بالنسبة لفهم الكون. وأيضاً الأفق المعزول والأفق الديناميكي

التفاعل في أفق الحدث

انظر أيضا

أفق (فلك)
ثقب أسود
أفق صوتي
إشعاع هوكينگ
رقابة كونية
إحداثيات ريندلر

المصادر

^ The set of possible paths, or more accurately the future light cone containing all possible world lines (in this diagram represented by the yellow/blue grid), is tilted in this way in Eddington–Finkelstein coordinates (the diagram is a "cartoon" version of an Eddington–Finkelstein coordinate diagram), but in other coordinates the light cones are not tilted in this way, for example in Schwarzschild coordinates they simply narrow without tilting as one approaches the event horizon, and in Kruskal–Szekeres coordinates the light cones don't change shape or orientation at all.

الهامش

^ Chaisson, Eric (1990). Relatively Speaking: Relativity, Black Holes, and the Fate of the Universe. W. W. Norton & Company. p. 213. ISBN .
^ Bennett, Jeffrey; Donahue, Megan; Schneider, Nicholas; Voit, Mark (2014). The Cosmic Perspective. Pearson Education. p. 156. ISBN .
^ Misner, Thorne & Wheeler 1973, p. 848
^ Hawking, S. W.; Ellis, G. F. R. (1975). . Cambridge University Press. ^[]
^ Misner, Charles; Thorne, Kip S.; Wheeler, John (1973). . W. H. Freeman and Company. ISBN . ^[]
^ Wald, Robert M. (1984). General Relativity. Chicago: University of Chicago Press. ISBN . ^[]
^ Peacock, J. A. (1999). Cosmological Physics. Cambridge University Press. doi:10.1017/CBO9780511804533. ISBN . ^[]
^ Brill, Dieter (2012). "Black Hole Horizons and How They Begin". The Astronomical Review. 7 (1): 25–35. Bibcode:2012AstRv...7a..25B. doi:10.1080/21672857.2012.11519694. Retrieved 1 September 2012.

مؤمن, عبد الأمير (2006). قاموس دار الفهم الفلكي. بيروت، لبنان: دار الفهم للملايين.

للاستزادة

The Universe in a Nutshell by Stephen Hawking
Kip Thorne (1994). . W. W. Norton.
Abhay Ashtekar and Badri Krishnan, “Isolated and Dynamical Horizons and Their Applications”, Living Rev. Relativity, 7, (2004), 10; Online Article, cited Feb.2009.