Ketika dua bintang neutron terhempas bersama-sama jauh di luar angkasa, mereka menciptakan getaran yang kuat di alam semesta - gelombang gravitasi yang dideteksi oleh para ilmuwan di Bumi pada 2017. Sekarang, menyaring rekaman gelombang gravitasi itu, sepasang fisikawan berpikir mereka telah menemukan bukti dari sebuah lubang hitam yang akan melanggar model rapi yang diambil dari teori relativitas umum Albert Einstein.
Dalam relativitas umum, lubang hitam adalah objek sederhana: singularitas yang terkompresi tanpa batas, atau titik-titik materi, dikelilingi oleh horizon peristiwa halus yang melaluinya tidak ada cahaya, energi, atau materi yang dapat lepas. Sampai sekarang, setiap bit data yang kami peroleh dari lubang hitam telah mendukung model ini.
Tetapi pada 1970-an, Stephen Hawking menulis serangkaian makalah yang menunjukkan bahwa batas lubang hitam tidak begitu mulus. Sebaliknya, mereka kabur berkat serangkaian efek yang terkait dengan mekanika kuantum yang memungkinkan "radiasi Hawking" untuk melarikan diri. Pada tahun-tahun sejak itu, sejumlah model lubang hitam alternatif telah muncul, di mana cakrawala peristiwa yang mulus dan sempurna itu akan diganti dengan membran yang lebih tipis dan lebih fuzzier. Baru-baru ini, fisikawan meramalkan bahwa bulu halus ini akan sangat intens di sekitar lubang hitam yang baru terbentuk - cukup besar untuk memantulkan gelombang gravitasi, menghasilkan gema dalam sinyal pembentukan lubang hitam. Sekarang, setelah tabrakan bintang neutron, dua fisikawan berpikir mereka telah menemukan jenis gema. Mereka berpendapat bahwa lubang hitam yang terbentuk ketika bintang-bintang neutron bergabung berdering seperti bel yang bergema dan menghancurkan fisika lubang hitam yang sederhana.
Jika gema itu nyata, maka itu harus dari fuzz lubang hitam kuantum, kata rekan penulis studi Niayesh Afshordi, seorang ahli fisika di University of Waterloo di Kanada.
"Dalam teori relativitas Einstein, materi dapat mengorbit di sekitar lubang hitam pada jarak yang jauh tetapi harus jatuh ke lubang hitam dekat dengan horizon peristiwa," kata Afshordi kepada Live Science.
Jadi, dekat dengan lubang hitam, seharusnya tidak ada bahan longgar untuk menggemakan gelombang gravitasi. Bahkan lubang hitam yang mengelilingi diri mereka dengan cakram materi harus memiliki zona kosong tepat di sekitar cakrawala acara mereka, katanya.
"Penundaan waktu yang kami harapkan (dan amati) untuk gema kami ... hanya dapat dijelaskan jika beberapa struktur kuantum berada tepat di luar cakrawala acara mereka," kata Afshordi.
Itu adalah istirahat dari prediksi relativitas umum yang biasanya tak tergoyahkan.
Yang mengatakan, data dari detektor gelombang gravitasi yang ada berisik, sulit untuk ditafsirkan dengan benar dan cenderung positif palsu. Gelombang gravitasi yang menggemakan sejumlah kuantum fuzz di sekitar lubang hitam akan menjadi semacam deteksi yang sama sekali baru. Tetapi Afshordi mengatakan bahwa segera setelah merger, bulu halus itu seharusnya cukup kuat untuk memantulkan gelombang gravitasi dengan sangat tajam sehingga detektor yang ada dapat melihatnya.
Joey Neilsen, seorang astrofisikawan di Universitas Villanova di Pennsylvania yang tidak terlibat dalam makalah ini, mengatakan bahwa hasilnya menarik - terutama karena gema muncul di lebih dari satu detektor gelombang gravitasi.
"Itu lebih meyakinkan daripada menyisir data mencari jenis sinyal tertentu dan berkata, 'aha!' ketika Anda menemukannya, "kata Neilsen Live Science.
Namun, katanya, dia perlu melihat lebih banyak informasi sebelum dia benar-benar yakin bahwa gema itu nyata. Makalah itu tidak menjelaskan deteksi gelombang gravitasi lainnya yang dikumpulkan dalam waktu sekitar 30 detik dari gema yang dilaporkan, kata Neilsen.
"Karena perhitungan signifikansi sangat sensitif terhadap bagaimana Anda memilih dan memilih data Anda, saya ingin memahami semua fitur itu lebih lengkap sebelum saya menarik kesimpulan tegas," katanya.
Maximiliano Isi, seorang astrofisikawan di MIT, merasa skeptis.
"Ini bukan klaim pertama dari sifat ini yang berasal dari kelompok ini," katanya kepada Live Science.
"Sayangnya, kelompok lain tidak dapat mereproduksi hasil mereka, dan bukan karena kurang berusaha."
Isi menunjuk pada serangkaian makalah yang gagal menemukan gema dalam data yang sama, salah satunya, yang diterbitkan pada Juni, ia menggambarkan sebagai "analisis yang lebih canggih, kuat secara statistik."
Afshordi mengatakan bahwa makalah barunya ini memiliki keuntungan karena jauh lebih sensitif daripada karya sebelumnya, dengan model yang lebih kuat untuk mendeteksi gema yang lebih redup., Menambahkan, "temuan yang kami laporkan ... adalah yang paling signifikan secara statistik dari selusin pencarian, karena memiliki kemungkinan alarm palsu sekitar 2 dari 100.000. "
Bahkan jika gema itu nyata, para ilmuwan masih tidak tahu persis apa objek astrofisika eksotis yang menghasilkan fenomena tersebut, tambah Neilsen.
"Apa yang begitu menarik tentang kasus ini adalah kita tidak tahu apa yang tersisa setelah merger asli: Apakah lubang hitam langsung terbentuk, atau adakah objek setengah jadi yang eksotis dan berumur pendek?" Kata Neilsen. "Hasil di sini paling mudah untuk dipahami jika sisanya adalah hipermasif yang runtuh dalam satu detik atau lebih, tetapi gema yang disajikan di sini tidak meyakinkan saya bahwa skenario itulah yang sebenarnya terjadi."
Mungkin ada gema dalam data, kata Isi, yang akan sangat signifikan. Dia belum yakin.
Terlepas dari bagaimana semua data terguncang, kata Neilson, jelas hasilnya di sini menunjuk pada sesuatu yang perlu ditelusuri lebih lanjut.
