Sé que incluso la luz no puede escapar de la gravedad de un agujero negro y la velocidad de la luz y las ondas gravitacionales son las mismas. ¿Cómo solo las ondas gravitacionales pueden escapar de su gravedad?
Veo esta frase todo el tiempo, y tengo que decir que me ha gustado mucho porque es un nombre inapropiado muy malo. Nueve de cada diez veces, cuando alguien habla de un agujero negro, lo describen como un objeto con una gravedad tan fuerte que "ni siquiera la luz puede escapar".
Sin embargo, esta declaración no calificada presenta una fuerte idea errónea de lo que realmente son los agujeros negros y cómo funcionan y no logra nada más que confusos espectadores inocentes como usted. La gravedad de un agujero negro no es más o menos fuerte que cualquier otro objeto en el universo. Los agujeros negros no son aspiradoras cósmicas que usan sus poderosas fuerzas gravitacionales para absorber toda la materia, luz, etc. cercanas. De hecho, si reemplazaras nuestro Sol por un agujero negro de exactamente la misma masa, todos los planetas de nuestro sistema funcionarían orbitando exactamente de la misma manera y no notaría ninguna diferencia (aparte de la extinción masiva en la Tierra debido a que ya no recibe ninguna energía del Sol).
Dicho esto, describamos mejor qué es un agujero negro y cómo funciona. Un agujero negro es un grupo de masa que se ha vuelto tan masivo que la fuerza gravitacional de esa masa sobre sí misma, tratando de unirla, en realidad colapsa la masa en una singularidad. La singularidad es una región espacial puntual donde toda la masa queda contenida. Un poco fuera de esta singularidad, la física se vuelve rara. Por ejemplo, si está justo al lado de esta singularidad, y calcula la velocidad necesaria para alejarse de esa singularidad (por ejemplo, necesita viajar ~ 11 km / s para alejarse de la Tierra), encuentra una velocidad que es mucho mayor que la velocidad de la luz. Ese es el origen de la frase "ni siquiera la luz puede escapar". Pero, si comienza más lejos de la singularidad, necesita menos velocidad para escapar porque siente menos atracción gravitacional (la gravedad disminuye con la distancia). Esto significa que, a cierta distancia de la singularidad, la velocidad de la luz en realidad es lo suficientemente rápida como para escapar del agujero negro. Esta distancia es tan importante que los científicos le han dado un nombre especial, el horizonte de eventos . Puede ser mucho más complicado que la simple imagen que he pintado arriba, pero esa es la idea general.
Si pones todo eso junto, entonces eso te dice que cualquier luz que esté fuera del horizonte de eventos no tiene problemas para escapar del agujero negro. Es solo la luz dentro de este horizonte de eventos que no puede escapar. Del mismo modo, cualquier onda gravitacional fuera del horizonte de eventos puede escapar con la misma facilidad. A esto se refería la respuesta de StephenG al decir que estaban "fuera" del agujero negro. Por afuera, quiso decir fuera del horizonte de eventos. Y es cierto que mientras la creación de la onda gravitacional ocurra fuera del horizonte de eventos, escapará del agujero negro.
Y solo por referencia de tamaño, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, que es 4,000,000 veces más masivo que nuestro Sol, tiene un horizonte de eventos que solo se extiende ~ 10,000,000 km. Eso apenas estaría en la órbita de Mercurio si estuviera en la posición de nuestro Sol. Como puede ver, no es muy difícil estar fuera del horizonte de eventos ya que el horizonte de eventos no es tan grande en términos astronómicos.
Las ondas gravitacionales son una distorsión del espacio-tiempo fuera del agujero negro. No tienen que escapar, porque ya están afuera.
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