Waarnemingshorizon

Van binnen de waarnemingshorizon was en bleef de invallende lichtbron in principe altijd zichtbaar, omdat licht altijd van buiten de waarnemingshorizon naar binnen kan.

Om het zwarte gat – of nauwkeuriger gezegd: de schaduw van de waarnemingshorizon – te fotograferen, schakelden onderzoekers in 2017 de hulp in van zeven radiotelescopen, gelegen op verschillende locaties over de hele wereld.

Waar voorheen werd gedacht dat er geen straling mogelijk was zonder waarnemingshorizon, toont dit onderzoek aan dat deze horizon niet nodig is.

Binnen de waarnemingshorizon is het stilstaan of vergroten van de afstand tot het centrum hetzelfde als stilstaan of terugreizen in de tijd.

Maar op het moment van passeren van de waarnemingshorizon is terugkeer of zelfs stilstaan precies even onmogelijk als naar het verleden reizen.

Bijna twee jaar geleden was het wereldnieuws: astronomen waren erin geslaagd om een zwart gat – of nauwkeuriger gezegd: de schaduw van de waarnemingshorizon – te fotograferen.

Buiten het zwarte gat lijkt dus of alle informatie over het inwendige van het zwarte gat opgeborgen zit in het oppervlak van de waarnemingshorizon.

De algemene relativiteitstheorie voorspelt dat een grote massa de tijdruimte dermate vervormt, dat voorwerpen binnen de waarnemingshorizon alleen naar het zwarte gat toe kunnen vallen - zie figuur.

De koning en zijn onderdanen zien Steve aan de waarnemingshorizon in de hitte ten onder gaan.

De zwarte vlek in het midden is de schaduw van het zwarte gat die groter is dan de waarnemingshorizon.

Een voorwerp dat te dicht bij het zwart gat komt, en daarbij de waarnemingshorizon overschrijdt, verdwijnt onherroepelijk.

Een zwart gat heeft dus wel degelijk een entropie, die afhankelijk is van zijn massa, maar anderzijds ook van het oppervlak van de waarnemingshorizon.

Objecten die achter de waarnemingshorizon liggen, overschrijden de lichtsnelheid zodat ze niet meer waargenomen kunnen worden.

Beide werelden ontmoeten elkaar precies op de waarnemingshorizon van een zwart gat, de grens waarbinnen licht niet meer kan ontsnappen.

De zogeheten ‘waarnemingshorizon’ is de grens waarboven nog net wat licht kan ontsnappen, en vormt de ring om de schaduw.

Overigens is dit geen foto van het daadwerkelijke zwarte gat, want we zien hier de schaduw van de waarnemingshorizon.

De opvlammingen zijn afkomstig van materiaal dat heel dicht bij de waarnemingshorizon rond het zwarte gat cirkelt.

Deze computerbeelden tonen de verwachte emissie op golflengten van 1,3 millimeter (links) en 0,87 millimeter (rechts) nabij de waarnemingshorizon van een zwart gat dat vergelijkbaar is met Sgr A*).

Wat we echter wel weten, op basis van hoe licht en materie zich rond zwarte gaten bewegen, is dat de zwaartekracht rond de waarnemingshorizon compleet bizar is.

Zwarte gaten zijn niet zichtbaar, maar de zogeheten waarnemingshorizon wel.