反對 @黑祭司 回答中滿篇胡言亂語的民科言論。
先回答一下題主的問題。 重力 並沒有從黑洞內部穿越到事件視界外面,重力並不是被局限於某個特定區域中,而是分布在包括事件視界內部和外部整個時空的場,其對應的就是時空的度規場。 重力波 也沒有從黑洞內部穿越到事件視界外面,對於會向外放射線重力波的包含黑洞的天體系統(比如互相環繞合並的雙黑洞),重力波是從事件視界外發出的。
接下來說一下 @黑祭司 的民科回答。黑祭司在其回答中寫道:
但是黑洞的另一面就很扯了,觀測者顯然無法觀測到黑洞的背面,但是它的視界面積卻仍然是在那裏的,當視界面積等價於品質的時候,從觀測者來看,黑洞的品質效應應該只有面向觀測者的那一半,而另一半因為無法穿透黑洞,對觀測者來說它是不存在的,對它施行的座標變換是無效的。甚至所有被黑洞遮擋的其它物質對觀測者來說都是不存在的。如果時間足夠長,被黑洞遮擋的那部份物質的產生的效應,最終可以累加為黑洞增加的品質,並表現為黑洞視界增大——但是對觀測者而言這個效果只有一半,另一半缺失了。
這就產生了一個很奇特的卻不容易發現的矛盾:黑洞的重力品質只有其品質的一半。
當然這並不意味著一個中心有巨大黑洞的星系瞬間整體少了一大塊品質,那樣的話整個星系就真的會被甩飛了。事實上這個效應從黑洞視界出發向外傳遞,是非常緩慢的,星系仍然被中心黑洞的歷史重力所吸引。處於星系重力中的觀測者根本意識不到發生了什麽——除了恰好被黑洞視界遮擋的那部份背景,好像少了點什麽?!
WTF?
如果你以上帝的全域視角來求黑洞解,你是不會發現這個問題的。通常一個星體,不論是面對觀測者那一面,還是背對觀測者的那一面,包括星體內部,其重力效應總是能穿透星體以光速傳遞到觀測者那裏的........然而啊,當星體塌縮成黑洞之後,品質效應會留在黑洞視界表面,而背對觀測者的那一面就傳不過去了,它就像被黑洞「攔截」在無窮遠處了。
這完全是出於主觀臆測的民科言論。
首先 黑洞有重力效應的品質並不是透過「觀察者能不能看到」來定義的 。關於黑洞產生重力效應的品質的定義,其中最重要的一種就是ADM mass。
E_{\alpha}=\lim_{R\rightarrow\infty}\frac{1}{16\pi G}\int_{S_{R,\alpha}}(g_{ij,j}-g_{ll,i})dS^{i}
ADM mass是利用黑洞所在時空的空間無窮遠處的漸進性質來定義品質的,這正體現了黑洞的品質的重力效應。對於最簡單的Schwarzschild黑洞,直接用ADM mass的定義就可以算出Schwarzschild黑洞的ADM mass就等於其度規中出現的品質參數M。根本沒有所謂 「黑洞的重力品質只有其品質的一半」 這回事。
E=\frac{3}{16\pi G}\lim_{R\rightarrow\infty}\int_{S_{R}}[(1+\frac{r_{s}}{4R})^{3}\frac{2r_{s}x}{R^{3}}]_{1}dS^{1}\\ =2\frac{3}{16\pi G}\lim_{R\rightarrow\infty}\int_{S^{+}_{R}}[(1+\frac{r_{s}}{4R})^{3}\frac{2r_{s}x}{R^{3}}]_{1}dS^{1}\\ =\frac{3}{8\pi G}\lim_{R\rightarrow\infty}\int_{D_{R}}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{3}\frac{2r_{s}x}{R^{3}}g^{11}ld\theta dl\\ =\frac{3}{8\pi G}\lim_{R\rightarrow\infty}\int_{D_{R}}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{3}\frac{2r_{s}x}{R^{3}}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{-4}ld\theta dl\\ =\frac{3}{8\pi G}\lim_{R\rightarrow\infty}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{-1} \frac{2r_{s}}{R^{3}}\int_{D_{R}}xld\theta dl\\ =\frac{3}{4\pi G}\lim_{R\rightarrow\infty}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{-1} \frac{r_{s}}{R^{3}}\int_{D_{R}}\sqrt{R^{2}-l^{2}}ld\theta dl\\ =\frac{3}{4\pi G}\lim_{R\rightarrow\infty}2\pi(1+\frac{r_{s}}{4R})^{-1} \frac{r_{s}}{R^{3}}\int_{0}^{R}\sqrt{R^{2}-l^{2}}ldl\\ =\frac{3}{2G}\lim_{R\rightarrow\infty}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{-1} \frac{r_{s}}{R^{3}}\int_{0}^{R^{2}}\frac{1}{2}\sqrt{R^{2}-l^{2}}d(l^{2})\\ =\frac{3}{2G}\lim_{R\rightarrow\infty}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{-1} \frac{r_{s}}{R^{3}}\frac{1}{2}[(-\frac{2}{3})(R^{2}-l^{2})^{\frac{3}{2}}]^{l=R}_{l=0}\\ =\frac{3}{2G}\lim_{R\rightarrow\infty}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{-1} \frac{r_{s}}{R^{3}}\frac{1}{3}R^{3}\\ =\lim_{R\rightarrow\infty}\frac{r_{s}}{2G}(1+\frac{r_{s}}{4R})^{-1}\\ =\lim_{R\rightarrow\infty}\frac{2GM}{2G}(1+\frac{2GM}{4R})^{-1}\\ =M
其次,被黑洞遮擋的其他物質對於觀察者並不是不存在的。它們的重力效應是透過重力場體現的, 分布於整個時空 的重力場並不會出現所謂的 「被遮擋」 這回事。
最後,星體塌縮成黑洞前後(忽略放射線和微中子等等所帶走的能量),星體外面的觀察者所感受到的來自星體的重力效應並不會出現任何變化,更不會出現什麽 「星體塌縮成黑洞之後品質效應會留在黑洞視界表面而背對觀測者的那一面就傳不過去了」。這是 Birkhoff定理 的直接結果。