Bir kara deliğe yaklaşan ışık neden kırmızıya kayar ve zamanı neden farklı görünür?

Kara deliğe yaklaşan ışığın kırmızıya kayması ve parçacığın zamanının yavaşlıyormuş gibi görünmesi, güçlü kütleçekimin hem ışığın enerjisini hem de zamanın akış hızını gerçekten etkilediğini gösterir. Uzaktan bakan biri için ışık enerjisini kaybediyormuş gibi kızarır, parçacığın zamanı neredeyse durur ve olay ufkunu asla geçtiğini göremez; ama parçacığın kendi açısından her şey normaldir ve olay ufkunu sorunsuzca geçer. Bu durum, genel göreliliğin “kütle uzayı büker, uzayın eğriliği de zamanın ve enerjinin nasıl davranacağını belirler” ilkesini doğrudan ortaya koyar; konu aslında çok daha derin ve isterseniz bunu daha detaylı, açıklayıcı şekilde de yazabilirim.

Işığın enerjisi gravitasyonel potansiyelden kaçmak zorunda. Bir dağın tepesine çıkarken nefesimiz gider ya, ışık da kara delikten uzaklara giderken enerjisinden kaybeder. Enerji azalınca frekans düşer. Frekans düşünce renk kırmızıya kayar. Enerji korunur ama ışık, güçlü kütleçekimin içinde daha düşük frekanslı olarak görünür. Yani bu gözlemciye bağlı bir şey.

Genel görelilik şunu söyler: Kütle zamanın akış hızını değiştirir. Çok güçlü kütleçekimi olan bir yerde saatler yavaşlar. Bir parçacığı kara deliğe doğru düşerken uzaktan izlersen, hareketi gittikçe ağırlaşır. Olay ufkuna yaklaştıkça tabiri caizse donmuş gibi görünür. Bu senin gördüğün zaman, parçacığın kendi zamanında ise her şey normaldir.

Evet, parçacık olay ufkunu geçebilir. Parçacık kendi bakış açısından olay ufkunu normal bir sınır gibi geçer ama sen onun geçtiğini göremezsin. Çünkü, sana gelen ışık sonsuza kadar kırmızıya kayar, parçacığın görüntüsü ufka yaklaşırken daha soluk ve yavaş görünür. Sonda ise donmuş gibi görünür ve zamanla tamamen görünmez olur.

Sonuç olarak, bize şu mesajı verir: Zaman, enerji ve kütle birbirine yapışık kavramlar. Birini değiştirirsen diğerleri de değişir.