Gravitational redshift adalah perubahan panjang gelombang cahaya akibat gravitasi (saya akan mengasumsikan bahwa pembaca sudah paham mengenai konsep panjang gelombang dan gelombang elektromagnetik). Peristiwa ini disebabkan oleh proses yang sama seperti yang menyebabkan gravitational lensing; kelengkungan ruang-waktu.
Oleh karena cahaya bergerak di ruang-waktu, maka cahaya butuh jarak yang lebih besar untuk menjalar jika ruang-waktunya melengkung. Jarak yang lebih besar ini akan menyebabkan panjang gelombang cahaya ikut memanjang.
Akibatnya, dalam panjang gelombang optik/visual, cahaya akan terlihat semakin merah. Makin kuat gravitasi, maka panjang gelombang akan menjadi semakin besar dan frekuensinya akan semakin kecil (dan karenanya semakin redup).
Sementara itu, pergeseran Doppler adalah efek yang sama – perubahan panjang gelombang – namun disebabkan oleh peristiwa yang berbeda. Jika gravitational redshift terjadi akibat dari kelengkungan ruang-waktu karena gravitasi, pergeseran Doppler terjadi karena pergerakan cahaya itu sendiri.
Jika cahaya bergerak ke arah pengamat, maka panjang gelombangnya akan memendek dan frekuensinya makin tinggi. Namun sebaliknya, jika cahaya bergerak menjauhi pengamat, maka panjang gelombangnya akan memanjang dan frekuensinya akan makin rendah.
Pergeseran Doppler dapat kita amati dalam kehidupan sehari-hari saat terdapat mobil polisi yang membunyikan sirenenya melewati kita. Saat mobil polisi tersebut mendekati kita, suara sirene akan semakin nyaring karena frekuensinya membesar. Lalu saat mobil polisi menjauhi kita, suara sirene akan mengecil karena frekuensinya semakin rendah.
Hal yang serupa berlaku pada piringan akresi lubang hitam, hanya saja bukan “suara” yang mengecil dan membesar, tetapi “intensitas” atau kecerlangan piringan akresi (karena berhubungan dengan cahaya).
Cahaya yang bergerak ke arah kita frekuensinya lebih tinggi dari cahaya yang bergerak menjauhi kita. Oleh karenanya, bagian piringan akresi yang bergerak ke arah kita akan lebih terang dari bagian yang menjauhi.
Perhatikan tampilan Gargantua di awal artikel, bagian piringan akresi sebelah kiri terlihat lebih redup dari yang sebelah kanan. Itu berarti, bagian yang lebih redup tersebut adalah bagian yang menjauhi kita dan bagian yang lebih terang adalah bagian yang mendekati kita.
Hal yang sama juga dapat dilihat di ilustrasi NASA. Bagian piringan akresi sebelah kanan lebih redup dari sebelah kiri yang menginterpretasikan hal yang sama.
Apakah Cahaya Dapat Mengorbit Lubang Hitam?
