Karadeliklerin fotonları çekmesi konusunu anlamadım, fotonların kütleleri yok ve karadelikler kütle çekim kuvvetiyle fotonları nasıl çekiyor?

Bu ve buna benzer pek çok soru bu platformda soruldu ve görünen o ki sorulmaya devam edecek. Eski cevapların kapsamını genişleterek cevap vereceğim için tekrar cevap vermekte bir sakınca görmüyorum.

Öncelikle kütle kavramını iyi anlamamız lazım, isterseniz Newton'un ikinci yasasına göre tanımına bakalım. Kütle; cismin herhangi bir kuvvet tarafından ivmelenmeye karşı gösterdiği dirençtir. Bu tanımı şu şekilde değerlendirebiliriz; uzayda herhangi bir noktada durağan halde öylece durduğunuzu düşünün, size bir birim ivme kazandırmak için belirli bir kuvvet ile itmem gerekir, sizin ivme kazanacağınız bu itme kuvveti kütleniz ile eşdeğer oluyor. Dikkat ederseniz uzayda öylece durduğunuzu varsaydık, yani bir durağanlıktan bahsettik, bu değer aslında sizin durağan kütlenizdir. Peki, belirli bir yönde belirli bir ivmeniz olsaydı gene aynı kuvvet ile ivmenize bir birim daha katacak şekilde ivme kazandırabilir miydim? Cevabımız hayır! Artık daha güçlü bir kuvvete ihtiyacımız olurdu, işte bu durum için "cisimlerin hareketinin niceliğine yani momentumuna bağlı göreli kütlesi vardır" diyoruz. Fotonlara gelecek olursak; Evet, durağan kütleleri gerçekten yok ancak, momentumlarına bağlı göreli kütleleri var.

İkinci iyi anlamamız gereken durum kütle çekim; aslında hiç bir cisim kütlesi ne olursa olsun başka bir cismi çektiği, ittiği falan yok. Bizler durumu açıklayabilmek için böyle kavramlar kullanıyoruz. Einstein'ın bize öğrettiği neydi? "Kütleler uzayı büküyor", yani işin içine eğri uzay giriyor. Fotonlar açısından duruma bakacak olursak; Diyelim ki bir foton karadeliğin neden olduğu eğri uzayın etkisi ile etrafında dönüyor olsun. Fotonun bir bilinci olsa ve "niye burada dönüp duruyorsun" diye soracak olsak, fotonun cevabı şu olurdu "benim dönüp durduğum falan yok, doğama uygun bir şekilde, yani elektromanyetik dalga hareketine uygun olarak dosdoğru yoluma gidiyorum" derdi. Gerçekten de foton eğri uzay geometrisi açısından bakıldığında düzgün bir şekilde yoluna gitmektedir. Görseli anlamaya çalışın.

Görselde gördüğünüz gibi yıldızdan gelen foton başka büyük kütleli bir cismin yanından geçerken sanki yolunu değiştirmiş gibi görünüyor ve buna neden olan şey uzayın eğri geometrisidir, oysa foton açısından hala kesik çizgiler ile belirtilen rotada düzgünce yoluna gitmektedir.

Karadeliğin neden olduğu ve uzayın maksimum büküldüğü olay ufkunun içinde karadeliğe yolculuk eden fotona ne oluyor bilmiyoruz, uzay-zaman ikiliğinin anlamını yitirdiği tanımsız bir tekillik durumu söz konusu. Ancak, kesin olarak emin olduğumuz bir şey var; foton asla bu karadelikten kaçamayacak. Kısaca kaçış hızından bahsedecek olursak; kütlelerin neden olduğu eğri uzayın etkisinden kurtulabilmek için belirli bir hızın üstüne çıkmanız gerekir, örneğin bu Dünya için 11,2 km/sn dir. Bir cismi bu hızda yukarı fırlatırsanız, cisim eğri uzayın etkisinden kurtulur ve uzaya savrulur. Karadeliklerin kurtulma hızı kesinlikle 300.000 km/sn den büyüktür. Işığın hızı bu değerin biraz altında olduğu için düştüğü karadelikten asla kaçamayacaktır.^[1][2][3][4]