Si los fotones de luz en reposo no tienen masa, ¿por qué quedan atrapados en un agujero negro?

El problema para comprender como funciona un agujero negro, es que lo que sabemos que sucede en el interior y en sus cercanías no tiene comparación con el mundo cotidiano en que vivimos, por lo que para entenderlos tenemos que hacer analogías y simplificaciones que en rigor no son correctas, es más, las teorías más rigurosas actualmente aceptadas sobre los agujeros negros, tampoco tienen por que ser 100% correctas.

Lo que nosotros observamos es que los fotones pierden energía y no velocidad en la proximidad de un agujero negro, es decir, su frecuencia, disminuye. Esto se llama corrimiento al rojo, quiere decir que su espectro de "luz" se desplaza hacia la parte de menos energía, hacia la zona del infrarrojo.

Esto podemos saberlo viendo el espectro de emisión de ciertos elementos, cada elemento tiene un patrón del espectro que es característico y único, es una especie de carné de identidad, en ese espectro podemos ver zonas en la que el elemento absorbe la radiación y no la devuelve, algo así como esto. Esta especie de código de barras como digo es único y característico de cada elemento y analizando cualquier haz de luz podemos saber que elemento o elementos la emiten.

Como sabemos exactamente cuál es la zona en la que cada elemento emite radiación y en cual veremos una zona vacía, podemos saber si su espectro se ha desplazado cuando vemos ese mismo patrón pero desplazado hacia uno de los lados.

En el caso de que pierda energía se desplaza al rojo

El fotón siempre se desplaza a la misma velocidad, pero cuando un fotón es afectado por un fuerte campo gravitatorio, su patrón se desplaza hacia el rojo.

Este es el Espectro Electromagnético.

Un agujero negro es capaz de desplazar este patrón tanto que como para que se encuentra más allá de las ondas de radio y se salga del espectro, es decir, ya no emita más energía que podamos detectar.

Nosotros percibimos entonces que todos los fotones que atraviesan el Agujero negro no salen de él, ya que no los detectamos más y que las fuentes de fotones que vemos acercarse disminuyen en su frecuencia al superar el horizonte de sucesos del agujero negro hasta que desaparecen.

Podemos pensar con esta explicación que el fotón realmente si puede salir, solo que en una forma de energía que no detectamos, pero esto sería incorrecto, el Fotón se queda ahí.

Sabemos que los campos gravitatorios deforman el Espacio Tiempo y sabemos que son capaces de desviar La Luz, de hecho fue una de las comprobaciones que validaron las teorías de Einstein.

Dentro del horizonte de sucesos del Agujero Negro esas desviaciones son infinitas, por lo que aunque en teoría el Fotón sigue desplazándose, lo hará hacia adentro, sea lo que sea que adentro signifique.

Todas las explicaciones destinadas a entenderlo de forma coloquial y sin el uso de las Matemáticas implican inexactitudes o incorrecciones, ya que están basadas en acercarlo a nuestra experiencia para hacerlo comprensible, para que podamos entender fácilmente lo que pasa, que conste que hay explicaciones muy buenas, pero siempre que tratemos de reflexionar sobre ellas nos toparemos con paradojas o problemas debido precisamente a esa inexactitud.