El Último Mesias/EventHorPL

Horyzont zdarzeń dostrzegalnego wszechświata
Horyzont cząstek obserwowalnego Wszechświata jest to granica wyrażająca maksymalną odległość, dla jakiej zdarzenia mogą być obserwowane w chwili obecnej. Dla zdarzeń poza tą granicą światło nie miało czasu by osiągnąć nasze położenie, nawet jeśli było emitowane w czasie powstania wszechswiata. Jak w czasie zmienia się horyzont cząsteczek zależy to od rozwoju Wszechświata. Jeśli jego rozwój ma pewne właściwości, istnieją części wszechświata, których nigdy nie da się zaobserwować, bez względu na to jak długo obserwator będzie czekał na dotarcie światła z tamtych regionów. Granica w przestrzeni poza którą zdarzenia nie mogą być obserwowane jest horyzontem zdarzeń, i oznacza maksymalny zasięg horyzontu cząstek.

Kryterium określania istnienia horyzontu cząsteczek dla wszechświata przedstawia się następująco. Określ współporuszającą się odległość $$d_E$$ jako:


 * $$d_E=\int_{t_0}^\infty \frac{c}{a(t)}dt\ .$$

W tym równaniu a jest czynnikiem skali, c jest prędkością światła, t0 natomiast jest wiekiem wszechświata. Jeśli $$d_E \rightarrow \infty$$, punkty dowolnie odległe mogą być obserwowane, i żaden horyzont zdarzeń nie istnieje. Jeśli $$d_E \neq \infty$$, horyzont występuje.

Przykłady modeli kosmologicznych bez horyzontu zdarzeń są wszechświatami zdominowanymi przez materię lub przez promieniowanie. Przykładem modelu kosmologicznego z horyzontem zdarzeń jest kosmos zdominowany przez stałą kosmologiczną (wszechświat de Sittera).

Horyzont zdarzeń przyspieszającej cząstki


Jeżeli dana cząsteczka porusza się ze stałą prędkością w nierozszerzającym się wszechświecie wolnym od pól grawitacyjnych, dowolne zdarzenie mające miejsce w tym wszechświecie będzie w końcu zaobserwowane przez tą cząsteczkę, ponieważ przyszły stożek światła pochodzący od tych zdarzeń przetnie się z linią świata cząsteczki. Jeżeli natomiast nasza cząsteczka porusza się z pewnym przyspieszeniem to w pewnych sytuacjach stożki świetlne niektórych zdarzeń zachodzących w tym wszechświecie nigdy nie przetną się z linią świata cząsteczki. Zgodnie z tymi założeniami horyzont zdarzeń reprezentuje w układzie odniesienia cząsteczki granicę, poza którą żadne zdarzenia nie będą nigdy zaobserwowane.

Przykładowo, zjawisko takie istnieje dla jednolicie przyspieszającej cząsteczki. Diagram czasoprzestrzeni opisujący taką sytuację przedstwiony jest po prawej stronie. W miarę jak cząsteczka przyspiesza, zbliża się, ale w swoim układzie odniesienia nigdy nie osiąga prędkości światła. Na diagramie czasoprzestrzeni jej trasą jest hiperbolą, której asymptota zbliża się do prostej o nachyleniu 45 stopni, będącej śladem promienia świetlnego ograniczającego stożek świetlny zdarzenia. Zdarzenie dla którego granicą stożka świetlnego jest ta właśnie asymptota, lub jest od niej oddalony, nie może być nigdy zaobserwowane przez przyspieszającą cząsteczkę. W układzie odniesienia cząsteczki istnieje granica z poza której nie dotrze żaden sygnał - horyzont zdarzeń.

Doświadczalnie możemy stworzyć zbliżone sytuacje (na przykład w akceleratorach cząstek), lecz prawdziwy horyzont zdarzeń nie zaistnieje - cząsteczka musiała by być przyspieszana w nieskończoność, co wymagałoby wyjątkowo dużych energii i urządzeń.