反对 @黑祭司 回答中满篇胡言乱语的民科言论。
先回答一下题主的问题。 引力 并没有从黑洞内部穿越到事件视界外面,引力并不是被局限于某个特定区域中,而是分布在包括事件视界内部和外部整个时空的场,其对应的就是时空的度规场。 引力波 也没有从黑洞内部穿越到事件视界外面,对于会向外辐射引力波的包含黑洞的天体系统(比如互相环绕合并的双黑洞),引力波是从事件视界外发出的。
接下来说一下 @黑祭司 的民科回答。黑祭司在其回答中写道:
但是黑洞的另一面就很扯了,观测者显然无法观测到黑洞的背面,但是它的视界面积却仍然是在那里的,当视界面积等价于质量的时候,从观测者来看,黑洞的质量效应应该只有面向观测者的那一半,而另一半因为无法穿透黑洞,对观测者来说它是不存在的,对它施行的坐标变换是无效的。甚至所有被黑洞遮挡的其它物质对观测者来说都是不存在的。如果时间足够长,被黑洞遮挡的那部分物质的产生的效应,最终可以累加为黑洞增加的质量,并表现为黑洞视界增大——但是对观测者而言这个效果只有一半,另一半缺失了。
这就产生了一个很奇特的却不容易发现的矛盾:黑洞的引力质量只有其质量的一半。
当然这并不意味着一个中心有巨大黑洞的星系瞬间整体少了一大块质量,那样的话整个星系就真的会被甩飞了。事实上这个效应从黑洞视界出发向外传递,是非常缓慢的,星系仍然被中心黑洞的历史引力所吸引。处于星系引力中的观测者根本意识不到发生了什么——除了恰好被黑洞视界遮挡的那部分背景,好像少了点什么?!
WTF?
如果你以上帝的全局视角来求黑洞解,你是不会发现这个问题的。通常一个星体,不论是面对观测者那一面,还是背对观测者的那一面,包括星体内部,其引力效应总是能穿透星体以光速传递到观测者那里的........然而啊,当星体坍缩成黑洞之后,质量效应会留在黑洞视界表面,而背对观测者的那一面就传不过去了,它就像被黑洞「拦截」在无穷远处了。
这完全是出于主观臆测的民科言论。
首先 黑洞有引力效应的质量并不是通过「观察者能不能看到」来定义的 。关于黑洞产生引力效应的质量的定义,其中最重要的一种就是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是利用黑洞所在时空的空间无穷远处的渐进性质来定义质量的,这正体现了黑洞的质量的引力效应。对于最简单的Schwarzschild黑洞,直接用ADM mass的定义就可以算出Schwarzschild黑洞的ADM mass就等于其度规中出现的质量参数M。根本没有所谓 「黑洞的引力质量只有其质量的一半」 这回事。
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,被黑洞遮挡的其他物质对于观察者并不是不存在的。它们的引力效应是通过引力场体现的, 分布于整个时空 的引力场并不会出现所谓的 「被遮挡」 这回事。
最后,星体坍缩成黑洞前后(忽略辐射和中微子等等所带走的能量),星体外面的观察者所感受到的来自星体的引力效应并不会出现任何变化,更不会出现什么 「星体坍缩成黑洞之后质量效应会留在黑洞视界表面而背对观测者的那一面就传不过去了」。这是 Birkhoff定理 的直接结果。