事件視界標誌著黑洞外緣的邊界。這張黑洞圖像顯示了一個湍流的氣體盤在宇宙怪獸周圍翻騰。 (Image credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（By Robert Lea）：事件視界是黑洞的球形外邊界，被寬鬆地認為是它的“表麵”
根據美國國家航空航天局(NASA)的說法，這一點是黑洞的引力影響變得如此之大，以至於甚至連光速都不足以逃離它。由於阿爾伯特·愛因斯坦的狹義相對論告訴我們，在真空中沒有任何信號可以超過光速(c)，人類永遠無法希望從單向邊界即事件視界獲得信號。
因此，視界有效地充當了宇宙守門人的角色，阻止我們直接觀察黑洞中心的秘密。然而，它們可以揭示大量關於周圍環境的信息。
哈佛大學天文學教授阿維·勒布告訴Space.com:“視界是終極監獄牆——你可以進去，但永遠出不來。”。
當一個項目接近視界時，目擊者會看到項目的圖像變紅變暗，因為重力扭曲了來自項目的光。在事件視界中，這個圖像會有效地消失不見。
在事件視界內，人們會發現黑洞的奇點，以前的研究表明，該物體的所有質量都坍縮到無限密集的程度。這意味著奇點周圍的空間和時間結構也彎曲到了無限的程度，因此我們目前所知的物理定律就失效了。
“事件視界保護我們免受奇點附近未知物理的影響，”勒布說。
專家解答的視界和黑洞常見問題
澤維爾·卡爾梅特教授
Xavier Calmet是英國蘇塞克斯大學數學和物理科學學院的物理學和天文學教授
我們問了英國物理學教授Xavier Calmet幾個關於黑洞和視界的問題。
什麽是黑洞視界？
它標誌著黑洞和宇宙其他部分的邊界。
這個界限有什麽特別之處？
視界內的任何東西都無法逃脫或穿越這個邊界回來，甚至光也不行。這意味著任何進入黑洞視界的東西都不能從這個視界之外被觀察到。
我們有可能超越事件視界嗎？
這是一個觀點問題。從遠處的觀察者來看，我們永遠看不到任何東西落入黑洞，即進入視界。接近事件視界的物體會隨著時間慢慢消失，最終消失。然而，從一個掉進黑洞的觀察者的角度來看，當他穿越天體物理黑洞的視界時，他不會注意到任何東西。因為天體物理或大型黑洞的視界曲率很小，所以沒有強大的潮汐力，自由落體的觀測者會簡單地進入黑洞，而不會注意到他已經通過了視界。
視界之外是什麽？
空蕩蕩的空間，沒有什麽值得注意的，直到人們非常接近黑洞中心的奇點。在那個階段，潮汐力變得極其強大，觀察者將經曆意大利麵條化——它們將被拉伸成一根長長的意大利麵，最終將被強大的引力撕裂。
有什麽東西能夠逃脫黑洞的視界嗎？
這是一個迷人的問題，並與臭名昭著的霍金信息悖論有關。2022年，我和我的同事Stephen Hsu在一係列論文中演示了信息如何逃離黑洞。我們的理論是，信息被編碼在黑洞外引力場的量子狀態中，並印在霍金輻射中，因此外部觀察者完全可以獲得。從這個意義上說，關於掉進黑洞的信息總是可以恢複的。
愛因斯坦、黑洞和視界:兩個奇點的故事
美國國家航空和宇宙航行局對黑洞的圖解，漆黑的心被視界包圍著。 (Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center/ background, ESA/Gaia/DPAC )
黑洞和事件視界的概念誕生於1915年由阿爾伯特·愛因斯坦構想的引力理論，即廣義相對論和定義它的張量方程的解。一個基調是一個數學方程，類似於一個向量，但有四個值，而不是兩個。因此，張量有時也被稱為“四維向量”
廣義相對論也被稱為“重力幾何理論”，因為它認為質量的存在導致時空結構(空間和時間統一為四維實體)扭曲。
把這想象成類似於把不同質量的球放在一個拉伸的橡膠片上。球的質量越大，彎曲程度就越大，所以保齡球對玻璃片的彎曲程度遠遠大於彈球。對於天體來說也是一樣，恒星比行星產生更多的扭曲。當一顆大質量恒星由於自身引力而完全坍縮時，黑洞就產生了。恒星的質量被壓縮到一個無限小的空間，導致時空的極端扭曲。
因為術語“黑洞”指的是整個彎曲，而不僅僅是居住在其中心的無限質量，稱黑洞為“時空事件”比物體更準確。事件視界是這些事件的外部邊緣，在那裏時空彎曲得如此厲害，以至於任何通過它們的東西都注定要單程旅行到黑洞的中心。
1915年，在廣義相對論首次發表後不到一個月，根據物理研究所的說法，天體物理學家卡爾·史瓦西成為第一個解決廣義相對論的場張量方程的人。
1911年第一次世界大戰期間，史瓦西在東線德軍服役時研究了廣義相對論。他寫信給愛因斯坦，告訴他簡單而精確的解決方案，愛因斯坦擔心這些方案可能永遠無法實現，因為他自己隻能得到近似的解決方案。史瓦西於1916年去世，同年他的解決方案發表。
廣義相對論的數學(蘭伯恩。R. J. A，2010，第171頁)預測了兩個奇點。一個坐標奇點，它是事件視界——黑洞的外部邊界，還有一個引力奇點，它代表黑洞的核心。
史瓦西的解決方案給出了坐標奇點，因此事件視界在黑洞周圍有一個固定的位置，稱為“史瓦西半徑”
通過巧妙應用數學和變換坐標係，可以消除坐標奇異性。但引力奇點或“實奇點”是無法去除的。它向物理學家提出了挑戰，因為它代表了描述宇宙的物理學完全崩潰的時刻。
視界在哪裏，有多大？
黑洞的解剖圖。它(從左到右)標記了奇點:黑洞的正中心，物質在無限密度的區域中坍縮。相對論噴流:當恒星被黑洞吸收時，粒子和輻射噴流以接近光速噴出。光子球:從黑洞附近的熱等離子體中發射出的光子，使它們的軌跡彎曲，產生一個明亮的環。事件視界:奇點周圍的半徑，物質和能量無法逃離黑洞的引力，這是一個不可逆轉的點。過熱氣體和塵埃的吸積盤以極高的速度圍繞黑洞旋轉，產生電磁輻射x射線。 (Image credit: AFP Photo/NASA/JPL-Caltech)
史瓦西半徑(Rs)是一個位於黑洞中心“真實”奇點半徑處的球體，其半徑(r)為r = 0，等於半徑等於2倍牛頓引力常數或“大G”(G)乘以物體質量(M)除以光速平方(c ) [Lambourne。英國皇家律師協會，2010年，第172頁]。Schwartzchild半徑的等式看起來像這樣Rs = 2GM/c。
這個等式意味著事件視界的大小取決於黑洞的質量。質量越大，視界就離中心奇點越遠。
不僅僅是黑洞具有史瓦西半徑，所有像行星和恒星這樣的大質量物體都具有史瓦西半徑，但這些都不是事件視界，因為這些點通常都在物體內部。
例如，假設太陽的質量為1.989 × 10 ⁰千克，其史瓦西半徑位於距其中心點約1.86英裏(3公裏)處，而太陽的半徑約為432，450英裏(696，000公裏)。地球的史瓦西半徑甚至更接近它的中心點，我們的星球的史瓦西半徑不超過9毫米！
要了解為什麽Schwartzchild半徑構成了一個光陷表麵，可以考慮逃離物體引力影響所需的逃逸速度等於2乘以“大G”(G)乘以物體質量(M)除以物體半徑的平方根，因此Ves = (2GM/r) /。對於地球來說，速度大約是每秒7英裏(每秒11.2公裏)。
對於一個半徑小於2GM/c的物體，逃逸速度增加到每秒3.0 x 10⁸米以上，真空中的光速告訴我們，在這一點上，甚至光也不能超過引力。
史瓦西半徑的另一個結果是，要成為黑洞，有質量的物體的半徑必須縮小到Rs以內。如果太陽被壓縮到足以成為一個黑洞，它的半徑將從超過40萬英裏縮小到隻有1.86英裏(3公裏)。與此同時，為了讓我們的星球成為一個黑洞，地球的半徑必須從大約4000英裏(6400公裏)縮小到隻有0.35英寸(0.9厘米)！
人馬座A*，銀河係中心的超大質量黑洞，質量約為我們太陽的430萬倍，直徑約為790萬英裏(1270萬公裏)，而室女座A星係中心的M87約為60億太陽質量，寬110億英裏(177億公裏)。
成像事件視界
2022年5月12日，事件視界望遠鏡展示了銀河係中心超大質量黑洞的圖像，這是一個被稱為人馬座A*的龐然大物。(Image credit: Event Horizon Telescope collaboration)
2019年，視界望遠鏡(EHT)通過捕捉人類第一張黑洞的直接圖像創造了曆史，或者你現在會更準確地認識到，黑洞周圍的環境。
這張照片展示了梅西耶87 (M87)中心的超大質量黑洞，根據EHT合作組織的說法，它距離我們5300萬光年，質量相當於65億個太陽。這幅圖像顯示了一個發光的物質環以接近光速的速度繞著事件視界運動。
遍布全球的望遠鏡陣列組成了EHT，構成了一個地球大小的虛擬望遠鏡，在2022年再次創造了曆史，當時它拍攝了我們銀河係中心的超大質量黑洞，稱為人馬座A* (Sgr A*)。
EHT項目科學家、天文和天體物理研究所天文學家Geoffrey Bower在一份聲明中說:“我們驚訝地發現，光環的大小與愛因斯坦廣義相對論的預測吻合得如此之好。”。“這些前所未有的觀察大大提高了我們對銀河係中心發生的事情的理解，並提供了關於這些巨大黑洞如何與周圍環境相互作用的新見解。”
因此，M87和銀河係中心黑洞的圖像表明，雖然事件視界保護了隱藏在它們背後的許多秘密，保護了這些時空事件中心的中心奇點免受審查，但它們也有助於揭示關於它們周圍環境和塑造星係的極端物理學的大量信息。
