Je sais que même la lumière ne peut pas s'échapper de la gravité d'un trou noir et la vitesse de la lumière et des ondes gravitationnelles est la même. Comment seules les ondes gravitationnelles peuvent-elles s'échapper de sa gravité?
Je vois cette phrase tout le temps, et je dois dire que je l'ai beaucoup détestée parce que c'est un très mauvais terme. Neuf fois sur dix, quand quelqu'un parle d'un trou noir, ils le décrivent comme un objet d'une gravité si forte que «même la lumière ne peut pas s'échapper».
Cependant, cette déclaration sans réserve présente une forte idée fausse quant à ce que sont réellement les trous noirs et comment ils fonctionnent et ne fait rien d'autre que de dérouter des passants innocents comme vous. La gravité d'un trou noir n'est ni plus ni moins forte que tout autre objet dans l'univers. Les trous noirs ne sont pas des aspirateurs cosmiques qui utilisent leurs puissantes forces gravitationnelles pour aspirer toute la matière proche, la lumière, etc. En fait, si vous remplaçiez notre Soleil par un trou noir exactement de la même masse, toutes les planètes de notre système se déplaceraient en orbite exactement de la même manière et ne remarquerait aucune différence (à part l'extinction de masse sur Terre en raison de ne plus recevoir d'énergie du Soleil).
Cela étant dit, brossons un meilleur tableau de ce qu'est un trou noir et de son fonctionnement. Un trou noir est un amas de masse qui est devenu si massif que la force gravitationnelle de cette masse sur elle-même, essayant de la rapprocher, fait en fait s'effondrer la masse en une singularité. La singularité est une région ponctuelle de l'espace où toute la masse devient contenue. Un peu en dehors de cette singularité, la physique devient bizarre. Par exemple, si vous êtes juste à côté de cette singularité, et que vous calculez la vitesse nécessaire pour vous éloigner de cette singularité (par exemple, vous devez parcourir environ 11 km / s pour vous éloigner de la Terre), vous trouvez une vitesse qui est beaucoup supérieure à la vitesse de la lumière. C'est l'origine de l'expression "même la lumière ne peut pas s'échapper". Mais, si vous commencez à vous éloigner de la singularité, vous avez besoin de moins de vitesse pour y échapper car vous ressentez moins d'attraction gravitationnelle (la gravité diminue avec la distance). Cela signifie qu'à une certaine distance de la singularité, la vitesse de la lumière est en fait assez rapide pour s'échapper du trou noir. Cette distance est si importante que les scientifiques lui ont donné un nom spécial, l' horizon des événements . Cela peut devenir beaucoup plus compliqué que la simple image que j'ai peinte ci-dessus, mais c'est l'idée générale.
Si vous mettez tout cela ensemble, cela vous indique que toute lumière qui se trouve en dehors de l'horizon des événements n'a aucun problème à s'échapper du trou noir. Seule la lumière à l' intérieur de cet horizon d'événements ne peut pas s'échapper. De même, toutes les ondes gravitationnelles en dehors de l'horizon des événements peuvent s'échapper tout aussi facilement. C'est ce que la réponse de StephenG voulait dire en disant qu'ils étaient "en dehors" du trou noir. Par extérieur, il voulait dire en dehors de l'horizon des événements. Et il est vrai que tant que la création de l'onde gravitationnelle se produira en dehors de l'horizon des événements, elle s'échappera du trou noir.
Et juste pour référence de taille, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie, qui est 4 000 000 fois plus massif que notre Soleil, a un horizon d'événements qui ne s'étend que sur 10 000 000 km. C'est à peine sur l'orbite de Mercure s'il était dans la position de notre Soleil. Vous pouvez donc voir qu'il n'est pas très difficile d'être en dehors de l'horizon des événements car l'horizon des événements n'est pas si grand en termes astronomiques.
Les ondes gravitationnelles sont une distorsion de l'espace-temps à l'extérieur du trou noir. Ils n'ont pas à s'échapper, car ils sont déjà dehors.
la source