Saya tahu bahwa cahaya pun tidak dapat lepas dari gravitasi lubang hitam dan kecepatan cahaya dan gelombang gravitasi adalah sama. Bagaimana bisa hanya gelombang gravitasi yang lepas dari gravitasinya?
Saya tahu bahwa cahaya pun tidak dapat lepas dari gravitasi lubang hitam dan kecepatan cahaya dan gelombang gravitasi adalah sama. Bagaimana bisa hanya gelombang gravitasi yang lepas dari gravitasinya?
Jawaban:
Saya melihat frasa ini sepanjang waktu, dan saya harus mengatakan bahwa saya sangat tidak menyukainya karena itu adalah istilah yang salah. Sembilan dari sepuluh, ketika seseorang berbicara tentang lubang hitam, mereka menggambarkannya sebagai objek dengan gravitasi yang sangat kuat sehingga "bahkan cahaya pun tidak dapat melarikan diri".
Namun, pernyataan yang tidak memenuhi syarat ini menghadirkan kesalahpahaman yang kuat tentang apa sebenarnya lubang hitam itu dan bagaimana mereka bekerja dan tidak menghasilkan apa-apa selain membingungkan para pengamat yang tidak bersalah seperti Anda. Gravitasi lubang hitam tidak lebih atau kurang kuat dari benda lain di alam semesta. Lubang hitam bukanlah vakuum kosmik yang menggunakan gaya gravitasi mereka yang kuat untuk menyedot semua benda terdekat, cahaya, dll. Faktanya, jika Anda mengganti Matahari dengan lubang hitam dengan massa yang persis sama, semua planet dalam sistem kita akan berputar mengorbit dengan cara yang persis sama dan tidak akan melihat perbedaan sama sekali (selain dari kepunahan massal di Bumi karena tidak lagi menerima energi dari Matahari).
Yang sedang berkata, mari kita lukiskan gambaran yang lebih baik tentang apa black hole itu dan bagaimana cara kerjanya. Sebuah lubang hitam adalah gumpalan massa yang telah menjadi sangat besar sehingga gaya gravitasi dari massa itu sendiri, yang mencoba untuk menyatukannya, sebenarnya memecah massa menjadi singularitas. Singularitas adalah wilayah ruang seperti titik di mana semua massa terkandung. Sedikit di luar singularitas ini, fisika menjadi aneh. Misalnya, jika Anda berada tepat di sebelah singularitas ini, dan Anda menghitung kecepatan yang diperlukan untuk melepaskan diri dari singularitas itu (misalnya, Anda perlu melakukan perjalanan ~ 11 km / detik untuk menjauh dari Bumi) Anda menemukan kecepatan yang jauh lebih besar dari kecepatan cahaya. Itulah asal mula ungkapan "bahkan cahaya pun tidak bisa lepas". Tapi, jika Anda mulai lebih jauh dari singularitas, Anda perlu lebih sedikit kecepatan untuk menghindarinya karena Anda merasa tarikan gravitasi lebih sedikit darinya (gravitasi berkurang dengan jarak). Ini berarti, agak jauh dari singularitas, kecepatan cahaya sebenarnya cukup cepat untuk keluar dari lubang hitam. Jarak ini sangat penting sehingga para ilmuwan telah memberinya nama khusus, horizon peristiwa . Ini bisa menjadi jauh lebih rumit daripada gambar sederhana yang saya lukis di atas, tapi itu ide umum.
Jika Anda menyatukan semua itu, maka itu memberi tahu Anda bahwa setiap cahaya yang berada di luar horizon peristiwa tidak memiliki masalah untuk keluar dari lubang hitam. Hanya cahaya di dalam cakrawala peristiwa ini yang tidak bisa lepas. Demikian juga, setiap gelombang gravitasi di luar horizon peristiwa dapat lolos dengan mudah. Inilah yang dimaksud oleh StephenG dengan mengatakan bahwa mereka "berada di luar" lubang hitam. Di luar, maksudnya di luar horizon peristiwa. Dan memang benar bahwa selama penciptaan gelombang gravitasi terjadi di luar horizon peristiwa itu akan lolos dari lubang hitam.
Dan hanya untuk referensi ukuran, lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita, yang 4.000.000 kali lebih besar dari Matahari kita, memiliki cakrawala peristiwa yang hanya memanjang ~ 10.000.000 km. Itu nyaris ke orbit Merkurius jika berada di posisi Matahari kita. Jadi Anda bisa lihat, tidak terlalu sulit untuk berada di luar horizon peristiwa karena horizon peristiwa tidak terlalu besar dalam hal astronomi.
Gelombang gravitasi adalah distorsi ruang-waktu di luar lubang hitam. Mereka tidak harus melarikan diri, karena mereka sudah di luar.