Ci sono già alcune buone risposte qui, ma spero che questo sia un bel breve riassunto:

La radiazione elettromagnetica non può sfuggire a un buco nero, perché viaggia alla velocità della luce. Allo stesso modo, anche la radiazione gravitazionale non può sfuggire a un buco nero, perché anch'essa viaggia alla velocità della luce. Se la radiazione gravitazionale potesse fuoriuscire, potresti teoricamente usarla per inviare un segnale dall'interno del buco nero all'esterno, il che è proibito.

Un buco nero, tuttavia, può avere una carica elettrica, il che significa che c'è un campo elettrico attorno ad essa. Questo non è un paradosso perché un campo elettrico statico è diverso dalla radiazione elettromagnetica. Allo stesso modo, un buco nero ha una massa, quindi ha un campo gravitazionale attorno ad esso. Anche questo non è un paradosso perché un campo gravitazionale è diverso dalla radiazione gravitazionale.

Dici che il campo gravitazionale trasporta informazioni sulla quantità di massa (in realtà energia) all'interno, ma questo non dà modo a qualcuno all'interno per inviare un segnale all'esterno, perché per farlo dovrebbero creare o distruggere energia, cosa impossibile. Quindi non c'è paradosso.

Ebbene, l'informazione non deve sfuggire dall'interno dell'orizzonte, perché non è all'interno. Le informazioni sono all'orizzonte.

Un modo per vederlo, è dal fatto che nulla attraversa mai l'orizzonte dalla prospettiva di un osservatore al di fuori dell'orizzonte di un buco nero. Arriva asintoticamente all'orizzonte in un tempo infinito (poiché è misurato dalla prospettiva di un osservatore all'infinito).

Un altro modo per vederlo, è il fatto che puoi ottenere tutte le informazioni di cui hai bisogno da le condizioni al contorno all'orizzonte per descrivere lo spazio-tempo esterno, ma questo è qualcosa di più tecnico.

Infine, poiché la GR classica è una teoria geometrica e non una teoria quantistica dei campi *, i gravitoni non sono appropriati modo per descriverlo.

* Per chiarire questo punto, GR può ammettere una descrizione nel quadro delle teorie di gauge come la teoria dell'elettromagnetismo. Ma anche se l'elettromagnetismo può ammettere una seconda quantizzazione (ed essere descritto come un QFT), GR non può.

Togliamoci qualcosa di mezzo: acconsentiamo a non inserire gravitoni in questa risposta. La logica è semplice: quando parli di gravitoni, implichi un sacco di cose sui fenomeni quantistici, nessuna delle quali è realmente necessaria per rispondere alla tua domanda principale. In ogni caso, i gravitoni si propagano con la stessa velocità dei fotoni: la velocità della luce, $ c $. In questo modo possiamo concentrarci semplicemente sulla GR classica, ovvero la geometria differenziale dello spaziotempo: questo è più che sufficiente per rispondere alla tua domanda.

In questa impostazione, GR è una teoria che dice quanta curvatura uno spazio "soffre" data una certa quantità di massa (o energia, cfr Tensore energia-stress).

Un buco nero è una regione dello spaziotempo che ha una curvatura così intensa da "pizzicare" una certa regione dello spaziotempo.

In questo senso, non è male capire cosa sta succedendo: se puoi misurare la curvatura dello spaziotempo, puoi sicuramente dire se ti stai muovendo o meno verso una regione di curvatura crescente (cioè, verso un foro di blocco).

Questo è esattamente ciò che viene fatto: si misura la curvatura dello spaziotempo e questo è sufficiente: la curvatura è così intensa che i coni di luce sono "capovolti". In quel punto esatto, definisci l ' Orizzonte degli eventi, ovvero quella regione dello spaziotempo in cui la causalità è influenzata dalla curvatura dello spaziotempo.

In questo modo crei una mappa dello spaziotempo e può tracciare i buchi neri. Dato che la curvatura è proporzionale all'attrazione gravitazionale, questa sequenza di idee risolve completamente il tuo dubbio: non hai niente che esce dal buco nero, né niente del genere. Tutto ciò di cui hai bisogno è tracciare la curvatura dello spaziotempo, misurando ciò che accade alla struttura del tuo cono di luce. Quindi, trovi il tuo orizzonte degli eventi e, quindi, il tuo buco nero. In questo modo hai tutte le informazioni di cui hai bisogno, senza che nulla esca dal buco nero.

Il problema qui è un malinteso di cosa sia una particella in QFT.

Una particella è un ' eccitazione di un campo, non il campo stesso. In QED, se si imposta una carica centrale statica e la si lascia lì per un tempo molto lungo, viene impostato un campo $ E = k {q \ over r ^ 2} $. Niente fotoni. Quando un'altra carica entra in quella regione, sente quella forza. Ora, quella seconda carica si disperderà e accelererà e lì , avrai una $ e ^ {-} - >e ^ {-} + \ gamma $ reazione a causa di quell'accelerazione, (classicamente, le onde create da un disturbo nel campo EM) ma non avrai uno scambio di fotoni con la carica centrale, almeno non finché non sentirà il campo impostato dalla nostra prima carica, che avverrà a un po 'più tardi.

Consideriamo ora il buco nero. È una soluzione statica delle equazioni di Einstein, seduta lì felicemente. Quando è invaso da una massa di prova, ha già impostato il suo campo. Quindi, quando qualcosa si disperde, si sposta lungo il campo creato dal buco nero. Ora, accelererà e forse "irradierà un gravitone", ma il buco nero lo percepirà solo dopo che il campo di radiazione della particella di prova è entrato nell'orizzonte del buco nero, cosa che può fare liberamente. Ma da nessuna parte in questo processo, una particella lascia l'orizzonte del buco nero.

Un altro esempio del perché la nozione ingenua di tutte le forze provenienti da un diagramma di Feynman con due paia di gambe è il bosone di Higgs: l'intero universo è immerso in un campo di Higgs diverso da zero. Ma parliamo della "creazione" delle "particelle" di Higgs solo quando disturbiamo il campo di Higgs abbastanza da creare increspature nel campo di Higgs - onde di Higgs. Quelle sono le particelle di Higgs che stiamo cercando nell'LHC. Non hai bisogno di increspature nel campo gravitazionale per spiegare perché un pianeta orbita attorno a un buco nero. Hai solo bisogno del campo per avere una certa distribuzione.

Penso che sia utile riflettere sulla domanda correlata di come il campo elettrico esce da un buco nero carico. Questa domanda è emersa nella sezione (ormai defunta) Q&A dell ' American Journal of Physics negli anni '90. Matt McIrvin e io abbiamo scritto una risposta che è stata pubblicata sulla rivista. Puoi vederlo su https://facultystaff.richmond.edu/~ebunn/ajpans/ajpans.html.

Come altri hanno sottolineato, è più facile pensare alla domanda in termini puramente classici (evitando qualsiasi menzione di fotoni o gravitoni), sebbene nel caso del campo elettrico di un buco nero carico la domanda sia perfettamente posizionata anche in termini quantistici: al momento non abbiamo una teoria della gravità quantistica, ma pensiamo di comprendere l'elettrodinamica quantistica nello spaziotempo curvo.

Sebbene per molti versi alla domanda sia già stata data una risposta, penso che dovrebbe essere sottolineato che a livello classico, la domanda è in un certo senso al contrario. La discussione precedente sulle proprietà statiche e dinamiche è particolarmente vicina.

Esaminiamo prima un modello giocattolo di un sottile guscio sfericamente simmetrico di particelle di polvere che collassa in un buco nero di Schwarzschild. Lo spaziotempo al di fuori della shell sarà quindi anche Schwarzschild, ma con un parametro di massa più grande del buco nero originale (se la shell inizia a riposo all'infinito, allora solo la somma dei due). Intuitivamente, la situazione è analoga al teorema della shell di Newton, che è un analogo più limitato in GTR. Ad un certo punto, attraversa l'orizzonte e alla fine viene distrutto dall'esistenza alla singolarità, il buco nero ora guadagna massa.

Quindi abbiamo la seguente immagine: quando il guscio collassa, il campo gravitazionale esterno prende su un certo valore, e mentre attraversava l'orizzonte, le informazioni su ciò che sta facendo non possono uscire dall'orizzonte. Pertanto, il campo gravitazionale non può cambiare in risposta all'ulteriore comportamento del guscio, poiché questo invierebbe un segnale attraverso l'orizzonte, ad esempio, una persona che cavalca insieme al guscio sarebbe in grado di comunicare attraverso di esso manipolando il guscio.

Pertanto, anziché la gravità che ha una proprietà speciale che le consente di attraversare l'orizzonte, in un certo senso la gravità non può attraversare l'orizzonte, ed è proprio quella proprietà che forza la gravità al di fuori di esso per rimanere lo stesso.

Sebbene la risposta di cui sopra presumesse già un buco nero, non importa affatto, poiché per una stella che collassa sfericamente l'orizzonte degli eventi inizia al centro e si estende durante il collasso (per la situazione precedente, si espande anche a incontra la conchiglia). Si presume anche che la situazione abbia una simmetria sferica, ma anche questa risulta non essere concettualmente importante, sebbene per ragioni molto più complicate e non ovvie. In particolare, i teoremi di Penrose e Hawking, poiché alcuni inizialmente pensavano (o forse dovrei dire sperato ) che qualsiasi perturbazione della simmetria sferica avrebbe impedito la formazione di buchi neri.

Potresti anche chiederti una domanda correlata: se la soluzione di Schwarzschild di GTR è un vuoto, ha senso che un vuoto pieghi lo spaziotempo? La situazione è in qualche modo analoga a quella più semplice dell'elettromagnetismo classico. Le equazioni di Maxwell stabiliscono come cambiano i campi elettrico e magnetico in risposta alla presenza e al movimento di cariche elettriche, ma le cariche da sole non determinano il campo, poiché puoi sempre avere un'onda che entra dall'infinito senza contraddizioni (o qualcosa di più esotico , come un campo magnetico costante ovunque), e in pratica queste cose sono dettate da condizioni al contorno. La situazione è simile in GTR, dove l'equazione di campo di Einstein che determina il modo in cui la geometria è connessa fissa solo la metà dei venti gradi di libertà della curvatura dello spaziotempo.

Secondo me questa è un'ottima domanda, che riesce a sconcertare anche alcuni fisici affermati. Quindi non esito a fornire un'altra risposta, un po 'più dettagliata, anche se esistono già diverse buone risposte.

Penso che almeno una parte di questa domanda si basi su una comprensione incompleta di cosa significa mediare una forza statica dal punto di vista della fisica delle particelle. Come altri hanno già detto nelle loro risposte, incontri un problema simile nel problema di Coulomb nell'elettrodinamica.

Consentitemi di rispondere alla vostra domanda dal punto di vista della teoria dei campi, poiché credo che ciò concordi meglio con la vostra intuizione sullo scambio di particelle (come risulta dal modo in cui avete formulato la domanda).

Primo, nessuna onda gravitazionale può sfuggire dall'interno del buco nero, come hai già accennato nella tua domanda.

Secondo, nessuna onda gravitazionale deve sfuggire dall'interno del buco nero (o dall'orizzonte) al fine di mediare una forza gravitazionale statica.

Le onde gravitazionali non mediano la forza gravitazionale statica, ma solo quadrupoli o momenti superiori.

Se vuoi pensare a forze in termini di particelle che vengono scambiate puoi vedere la forza gravitazionale statica (il momento monopolare, se lo desideri) come mediata dai "Coulomb-gravitoni" (vedi sotto per l'analogia con l'elettrodinamica). I coulomb-gravitoni sono gradi di libertà gauge (quindi si può esitare a chiamarli "particelle"), e quindi nessuna informazione è mediata dalla loro "fuga" dal buco nero.

Questo è abbastanza analogo a ciò che accade nell'elettrodinamica: lo scambio di fotoni è responsabile della forza elettromagnetica, ma le onde fotoniche non sono responsabili della forza di Coulomb.

Le onde fotoniche sì non mediare la forza elettromagnetica statica, ma solo dipolo o momenti superiori.

Puoi vedere la forza elettromagnetica statica (il momento monopolare, se lo desideri) come mediata dai fotoni di Coulomb. I fotoni di coulomb sono gradi di libertà gauge (quindi si può esitare a chiamarli "particelle"), e quindi nessuna informazione è mediata dalla loro trasmissione "istantanea".

In realtà, questo è esattamente il modo in cui trattate la forza di Coulomb nel contesto QFT. Nella cosiddetta teoria della perturbazione di Bethe-Salpeter si sommano tutti i grafici ladder con scambi di fotoni di Coulomb e si ottiene in questo modo il potenziale 1 / r all'ordine principale e varie correzioni quantistiche (spostamento di Lamb ecc.) All'ordine sub-guida nell'elettromagnetico costante di struttura fine.

In sintesi, è possibile pensare alla forza di Schwarzschild e di Coulomb in termini di scambio di alcune particelle (virtuali) (gravitoni o fotoni di Coulomb), ma come queste le "particelle" sono in realtà gradi di libertà misurati, nessun conflitto sorge con la loro "fuga" dal buco nero o la loro trasmissione istantanea in elettrodinamica.

Un modo elegante (ma forse meno intuitivo) per arrivare alla stessa risposta è osservare che (date alcune condizioni) la massa dell'ADM - per lo spazio-tempo del buco nero stazionario questo è ciò che chiamereste la "massa del buco nero" - è conservata. Pertanto, questa informazione è fornita dalle condizioni al contorno "dall'inizio", cioè anche prima che si formi un buco nero. Pertanto, questa informazione non deve mai "sfuggire" al buco nero.

Come nota a margine, in una delle sue lezioni Roberto Emparan ha posto la tua domanda (formulata in modo un po 'diverso) come esercizio per i suoi studenti, e ne abbiamo discusso per almeno un'ora prima che tutti era soddisfatto della risposta o si è arreso ;-)

La gravità non funziona come la luce (motivo per cui la gravità quantistica è dura).

Un corpo massiccio "ammacca" lo spazio e il tempo, così parlando, la luce fa fatica a correre in salita. Ma la collina stessa (cioè lo spaziotempo curvo) deve essere lì in primo luogo.

Penso che la migliore spiegazione che si possa dare sia questa: devi discernere tra proprietà statiche e dinamiche dello spazio-tempo. Cosa intendo con questo?

Bene, ci sono alcuni spazi-tempi che sono statici. Questo è ad esempio il caso della soluzione del buco nero prototipo di GTR. Ora, questo spazio-tempo esiste a priori (per definizione statico: è sempre stato lì e sempre sarà), quindi la gravità non ha davvero bisogno di propagarsi. Come ci dice GTR, la gravità è solo un'illusione lasciata su di noi dallo spazio-tempo curvo. Quindi non c'è paradosso qui: i buchi neri sembrano gravitare (come nel produrre una certa forza ed essere dinamici) ma in realtà sono completamente statici e non è necessaria alcuna propagazione di informazioni. In realtà sappiamo che i buchi neri non sono completamente statici ma questa è una prima approssimazione corretta a quell'immagine.

Ora, per affrontare la parte dinamica, si possono intendere due cose diverse con questo:

• Attuale cambiamento globale dello spazio-tempo, come si può vedere ad es nell ' espansione dell'universo. Questa espansione non ha bisogno di obbedire alla velocità della luce, ma questo non è in contraddizione con nessuna legge conosciuta. In particolare non è possibile inviare segnali superluminali. In realtà, è vero il contrario: con un'espansione troppo rapida parti dell'universo potrebbero allontanarsi troppo perché anche la loro luce possa raggiungerci. Verranno disconnessi causalmente dal nostro settore dello spazio-tempo ea noi sembrerà come se non fosse mai esistito. Quindi non dovrebbe sorprendere che nessuna informazione possa essere comunicata.
• Onde gravitazionali, che è un nome semplicemente stravagante per i disturbi nello spazio-tempo sottostante. Obbediscono alla velocità della luce e le particelle quantistiche corrispondenti sono chiamate gravitoni. Ora queste onde / particelle in effetti non sarebbero in grado di sfuggire da sotto l'orizzonte (esattamente allo stesso modo di qualsiasi altra particella, ad eccezione della radiazione di Hawking, ma questo è uno speciale effetto quantistico).

Le varie teorie - QED, GTR, elettromagnetismo classico, gravità del ciclo quantistico, ecc. - sono tutti modi diversi per descrivere la natura. La natura è quello che è; le teorie hanno tutte dei difetti. Per quanto riguarda il dire se la gravità assomiglia in qualche modo o meno all'elettromagnetismo, significa semplicemente soffiare aria calda su come pensano gli umani e non dire nulla di sostanziale sulla realtà fisica.

E se non avessimo una comprensione completa di gravità quantistica? I gravitoni sono un concetto sensato e una parte fondamentale in alcune teorie di campo unificate (o semi-unificate). Potrebbe diventare complicato perché, a differenza di altre particelle quantistiche, i gravitoni fanno parte della curvatura dello spaziotempo e delle relazioni dei coni luminosi vicini, mentre volano attraverso detto spaziotempo. Possiamo in qualche modo ignorarlo per ora. La domanda è buona e si può rispondere in termini di teoria quantistica e gravitoni. Semplicemente non sappiamo, dato lo stato attuale della conoscenza della fisica, fino a che punto possiamo spingere l'idea.

Quando le particelle cariche si attraggono o si respingono, la forza è dovuta ai fotoni virtuali. Ai fotoni piace viaggiare alla velocità universale c , ma non è necessario. Heisenberg dice così! Puoi infrangere le leggi di conservazione dell'energia e della quantità di moto quanto vuoi, ma più devia, più breve è l'arco di tempo e più piccolo è il pezzetto di spazio in cui violate queste leggi. Per i fotoni virtuali che collegano due particelle cariche, hanno lo spazio tra le due particelle e un intervallo di tempo corrispondente a quello alla velocità della luce. Queste onde non corrono con una lunghezza d'onda, un periodo o una velocità di fase ben definiti. Questa velocità mal definita può essere più veloce di c o meno altrettanto bene. In QED, il propagatore di fotoni - la funzione d'onda che fornisce l'ampiezza di probabilità di un fotone virtuale che si connette (x1, t1) a (x2, t2) è diverso da zero ovunque - dentro e fuori i coni di luce passati e futuri, sebbene diventi illimitata in grandezza sul coni di luce.

Quindi i gravitoni, se sono così simili ai fotoni, possono esistere benissimo fuori dall'orizzonte e all'interno. Sono, in senso approssimativo, grandi quanto lo spazio tra il buco nero e qualunque cosa vi stia orbitando o cadendo. Non immaginarli come piccole palline di energia che volano dal centro del buco nero (singolarità o altro) - anche con l'indulgenza di Heisenberg, non è solo questione di piccole particelle che cercano di attraversare l'orizzonte nel modo sbagliato. Probabilmente c'è già un gravitone su entrambi i lati!

Per una risposta più soddisfacente, sospetto che ci voglia conoscere la matematica, le trasformate di Fourier, i tensori di Riemann e tutto il resto.

Il principio olografico fornisce un indizio, come sottolineato da David Zaslavsky. L'elemento metrico di Schwarzschild $ g_ {tt} ~ = ~ 1 - r_0 / r $, per $ r_0 ~ = ~ 2GM / c ^ 2 $ fornisce una distanza appropriata chiamata coordinata del ritardo $$ r ^ * ~ = ~ r ~ + ~ r_0 ln [(r-r_00) / r_0] $$ che diverge $ r ^ * ~ \ rightarrow ~ - \ infty $ mentre ti avvicini all'orizzonte. Ciò significa che tutto ciò che costituisce il buco nero non viene mai visto attraversare l'orizzonte dalla prospettiva di un osservatore esterno lontano. Si osserva che l'orologio di qualsiasi cosa che cade in un buco nero rallenta fino a fermarsi e non attraversa mai l'orizzonte. Ciò significa che nulla entra o esce dal buco nero, almeno in modo classico. Quindi non c'è davvero alcun problema di gravità che fuoriesce da un buco nero, perché come osservato dall'esterno non è mai entrato nulla.

Non è necessaria alcuna via di fuga (una prospettiva leggermente diversa).

Molte belle risposte finora, ma un paio di cose devono essere menzionate. Non è chiaro dove dovrebbe essere esattamente la massa del buco nero. Dove risiede la massa? Questa è una cosa. L'altra cosa è, come si inserisce la massa / energia nel campo gravitazionale in questa immagine?

Penso (e senza dubbio sarò martellato senza pietà per questo) che la massa di un il buco nero risiede diffuso attraverso il suo campo gravitazionale esterno e da nessun'altra parte. La massa di un buco nero risiede, interamente e unicamente, nel campo gravitazionale esterno al buco. Fortunatamente per me, non sono completamente solo qui.

Il calcolo dell'energia totale del campo gravitazionale di un buco nero (o qualsiasi oggetto sferico) è stato effettuato nel 1985 dall'astrofisico di Cambridge Donald Lynden-Bell e Professore emerito J. Katz dell'Istituto di fisica di Racah. http://adsabs.harvard.edu/full/1985MNRAS.213P..21L, la loro conclusione è stata che l'energia totale nel campo è ... (rullo di tamburi qui) ... mc ^ 2 !!!

La massa totale del BH deve risiedere, completamente e solo, nell'auto-energia della curvatura dello spaziotempo attorno al foro!

Ecco un paio di citazioni dal documento: "... l'energia del campo al di fuori di un buco nero di Schwarzschild è pari a Mc ^ 2." e "... tutte queste formule fanno sì che tutta la massa del buco nero sia rappresentata dall'energia del campo al di fuori del buco."

La risposta alla tua domanda, quindi, è questa: informazioni sulla massa di un buco nero non deve sfuggire dall'interno del buco nero perché non c'è massa all'interno del buco nero. Tutta la massa è distribuita nel campo all'esterno del foro. Pertanto, nessuna informazione deve sfuggire dall'interno.

Il buco nero "perde" informazioni, ma non è dovuto a "gravizioni, ma sotto forma di radiazione di Hawking. Ha le sue basi nella meccanica quantistica ed è un tipo di radiazione termica con velocità estremamente bassa. Ciò significa anche che il buco nero evapora lentamente, ma su una scala temporale paragonabile all'età dell'universo.

L'origine di questa radiazione può essere descritta un po 'agitando la mano come ad esempio: a causa delle fluttuazioni quantistiche, c'è la creazione di una coppia particella-antiparticella nel vuoto. Se una tale creazione di coppie avviene all'orizzonte, una delle coppie può cadere nel buco nero mentre l'altra può fuggire. Per preservare il totale energia (poiché le fluttuazioni del vuoto sono intorno a 0) con una particella che sta volando via, la sua coppia caduta deve avere un'energia negativa dal punto di vista del buco nero, quindi sta effettivamente perdendo massa. L'osservatore esterno percepisce l'intero processo come " evaporazione ".

Questa radiazione ha una distribuzione come descritto da una "temperatura", che è inversamente proporzionale alla massa del buco nero.

Potresti voler controllare http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation e altri fonti per maggiori dettagli ...

non è la gravità che trasporta le informazioni: impariamo semplicemente a conoscere il buco nero osservando gli effetti della gravità sugli oggetti vicini (come hai giustamente sottolineato, nulla sfugge a un buco nero dopo aver attraversato un orizzonte degli eventi, quindi non nulla su ciò che accade agli oggetti oltre quel punto, tranne che non vengono mai più osservati). La gravità è una forza e abbiamo bisogno che agisca da qualche parte prima di trarre conclusioni sulle sue caratteristiche dinamiche.

Penso che la spiegazione corretta del motivo per cui un buco nero ha la gravità sia una spiegazione della meccanica quantistica, ma penso che in molte situazioni, inclusa questa, la meccanica quantistica simuli la meccanica classica, quindi spiegherò come è possibile che la meccanica classica preveda che un buco nero ha gravità. Dalla lettura di una risposta di Quora, penso che secondo la relatività generale, il campo gravitazionale esterno a un buco nero si autoalimenta e non è causato dalla materia all'interno del buco nero ed è il campo gravitazionale esterno al buco nero che rende continuamente il campo interno funziona come fa. Secondo il video di YouTube https://www.youtube.com/watch?v=vNaEBbFbvcY, non sappiamo nemmeno che la materia non scompare quando raggiunge la singolarità. Non so bene come funziona la relatività generale ma avendo appreso le leggi di conservazione, sospetto che quando un piccolo oggetto solido cade in un buco nero supermassiccio subisce un riscaldamento gravitazionale estremamente ridotto e rilascia molta meno energia della sua massa moltiplicata per $ c ^ 2 $ e come risultato del campo gravitazionale dell'oggetto, l'aumento della massa del buco nero definito dalla forza del suo campo gravitazionale aumenta quasi esattamente la massa dell'oggetto che è caduto. Sebbene questo spieghi in modo classico come sia possibile che esista un buco nero, l'universo segue davvero la meccanica quantistica, quindi potresti chiederti come i gravitoni sfuggano al buco nero.

In realtà, un buco nero isolato di qualsiasi massa, carica e momento angolare ha un campo gravitazionale immutabile, quindi non emette gravitoni tranne quelli forse a bassissima energia, inclusi quelli causati dal campo gravitazionale a lento cambiamento causato da Hawking radiazione. Penso che due buchi neri orbitanti emettano un'onda gravitazionale, quindi rilasciano gravitoni di energia superiore. Secondo la meccanica quantistica, le particelle possono funzionare come onde quindi penso che i gravitoni si creino all'esterno di entrambi i buchi neri con un'estrema incertezza nella posizione e se la funzione d'onda potesse collassare quasi esattamente a un'autofunzione dell'operatore di posizione, osserveremmo l'interferenza di ogni gravitone con se stesso, ma non so se esiste un modo per far collassare la funzione d'onda di un gravitone quasi esattamente a un'autofunzione dell'operatore di posizione come per un fotone.

Aggiorna:

A differenza di prima, ora ho forti dubbi che i fotoni esistano effettivamente, quindi forse lo stesso vale per i gravitoni. Per prima cosa ho ipotizzato che potrebbero non esistere quando ho pensato a come un cibo che riscalda a microonde può essere spiegato meglio in modo classico riscaldando attraverso la resistenza elettrica. Quindi ho iniziato a fare una domanda e poi la recensione mi ha posto la domanda L'effetto fotoelettrico può essere spiegato senza fotoni? e la sua risposta L'effetto fotoelettrico può essere spiegato senza fotoni? che l'effetto fotoelettrico può essere spiegato senza fotoni.

Penso che tutti stiano complicando eccessivamente le loro risposte.Prima di tutto, come molte persone hanno sottolineato, la radiazione gravitazionale (mediata dai gravitoni nel contesto quantomeccanico) non può sfuggire dall'interno di un buco nero.

Per quanto riguarda il modo in cui le informazioni sulla massa del buco nero "sfuggono", la risposta è diversa per i buchi neri collassati e quelli eterni.Per i buchi neri collassati, il cono di luce passato di un osservatore esterno interseca tutta la massa che finirà nel buco nero prima che attraversi l'orizzonte, in modo che l'osservatore possa "vedere" tutta la massa.Per i buchi neri eterni, un osservatore esterno può "vedere" la singolarità del buco bianco che si ottiene estendendo al massimo la metrica di Schwarzchild, che "indica" all'osservatore la massa del buco nero.

Il buco nero comunica la gravità tramite gravitoni virtuali. Tuttavia non deve essere confuso con eventuali gluoni virtuali che lasciano il buco nero. I gravitoni non possono lasciare i buchi neri più di quanto la luce possa lasciare un buco nero. Semplicemente non succede. Invece dovrebbe essere pensato come il buco nero che deforma il campo gravitazionale (o il campo elettromagnetico per comunicare la carica elettromagnetica) per mostrare all'universo che ha un campo gravitazionale. Eventuali gravitoni creati all'interno del buco nero non lasciano mai il buco nero. Invece il buco nero deforma lo spazio e qualsiasi altro campo quantistico che crea gravitoni virtuali e fotoni virtuali per comunicare la sua presenza all'universo. Il teorema di assenza di capelli dice che la carica elettrica, la massa e lo spin sono conservati in un buco nero. Per quanto riguarda la fisica, nessun'altra proprietà è conservata. Tuttavia c'è la possibilità che ci possano essere anche altre proprietà (oltre ai tre capelli - carica, massa, spin) immagazzinate sulla superficie del buco nero (non il volume).

https://en.wikipedia.org/wiki/No-hair_theorem