Pikiran meledak
Adakah yang lebih aneh di alam semesta selain lubang hitam? Monstrositas gravitasi yang ganjil dan aneh ini tidak hanya membelokkan ruang dan waktu; hanya memikirkan mereka membentang dan membengkokkan imajinasi orang juga. Dan bersama dengan semua kualitas yang membingungkan yang mungkin pernah Anda dengar - massa luar biasa, ukurannya yang sangat kecil - lubang hitam memiliki satu ton properti yang bahkan lebih aneh yang kurang dikenal. Kami melihat beberapa karakteristik yang paling mencengangkan dan kemungkinan teoretis mengenai keanehan kosmik ini.
Lubang hitam mungkin memiliki rambut
Pada 1960-an, fisikawan John Wheeler menyarankan bahwa lubang hitam "tidak memiliki rambut," yang berarti bahwa setiap objek kosmik tertentu hanya dapat dibedakan dari saudara-saudaranya melalui putaran, momentum sudut, dan massa. Setiap informasi lain yang membedakan tentang lubang hitam dianggap "rambut," dan dianggap menghilang di balik cakrawala peristiwa lubang hitam yang tak dapat ditembus, batas di sekitar lubang hitam di mana tidak ada apa pun, termasuk cahaya, yang dapat lolos.
Dipotong hingga 2016, ketika fisikawan terkenal Stephen Hawking mengusulkan bahwa lubang hitam sebenarnya merupakan tatanan rambut mewah yang terbuat dari partikel hantu berenergi nol, dan aglomerasi berbulu panjang ini berisi informasi tentang bahan yang telah dikonsumsi lubang hitam. Hipotesis ini belum terbukti, tetapi dapat membantu memecahkan paradoks lama tentang apa yang terjadi pada gas dan debu yang telah jatuh ke dalam lubang black hole.
Lubang hitam menghasilkan air mancur
Tidak ada yang bisa lolos dari cengkeraman gravitasi lubang hitam yang kuat. Tapi itu hanya berlaku untuk material yang sudah sangat dekat dengan tepi lubang. Banyak lubang hitam, pada kenyataannya, dikelilingi oleh aliran gas dan debu, yang melingkari lubang itu, seperti air yang mengalir ke selokan. Gesekan pada bahan ini menghasilkan panas, yang menciptakan struktur yang berputar seperti badai di dalam gas dan debu. Pengamatan terbaru menunjukkan bahwa gerakan ini juga menghasilkan cincin lengkung yang mengelilingi kolom bagian dalam materi, yang melesat ke udara, sangat menyerupai air mancur.
Lubang hitam bisa menguap
Mekanika kuantum menyediakan cara lain bagi partikel untuk keluar dari lubang hitam. Menurut teori, pasangan partikel subatomik terus-menerus berkedip masuk dan keluar dari keberadaan di sekitar cakrawala peristiwa lubang hitam. Seringkali, konfigurasi disejajarkan dengan cara yang tepat untuk menyebabkan salah satu mitra jatuh ke dalam lubang hitam. Rekan identik partikel tersebut kemudian didorong dengan kecepatan sangat tinggi, merampas lubang hitam dari sedikit energi. Ini menghasilkan apa yang dikenal sebagai radiasi Hawking, setelah Stephen Hawking, yang menemukan fenomena tersebut. Karena energi sama dengan massa, proses ini sebenarnya dapat menyebabkan lubang hitam menyusut dan akhirnya menguap dalam jangka waktu yang lama.
Lubang hitam mungkin dikelilingi oleh tembok api
Salah satu masalah dengan radiasi Hawking adalah ia menyebabkan teka-teki bagi fisikawan. Partikel-partikel subatomik yang dihasilkan oleh radiasi ini terjerat, yang berarti bahwa apa yang terjadi pada satu segera dirasakan oleh yang lain. Jadi, apa yang dirasakan pasangan yang tidak jatuh ke dalam lubang hitam ketika rekannya dihancurkan ke titik padat yang tak terhingga? Tidak ada yang tahu. Satu teori menyatakan bahwa lubang hitam mengubah keterjeratan partikel, hasil yang - menurut hukum mekanika kuantum - akan menghasilkan jumlah energi yang gila. Itu, pada gilirannya, akan berarti bahwa semua lubang hitam dikelilingi oleh tembok api yang bergolak.
Lubang hitam mungkin mengacak informasi, atau tidak
Sulit untuk memadatkan massa penghancur lubang hitam dengan hukum mekanika kuantum, yang menyatakan bahwa informasi tentang partikel tidak pernah dapat dihancurkan. Tetapi materi yang tergelincir di luar tepi lubang hitam harus selamanya hilang ke alam semesta. Condundrum ini dikenal sebagai paradoks informasi lubang hitam; sebuah resolusi telah menghindari para ilmuwan hingga saat ini. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa informasi yang teracak dalam lubang hitam dapat diteruskan ke mitra partikel keluar dalam radiasi Hawking; Namun, tidak ada jawaban pasti untuk paradoks ini telah ditemukan.
Lubang hitam bisa jadi materi gelap
Tak lama setelah Big Bang, alam semesta seharusnya menghasilkan banyak lubang hitam kecil. Karena ciri-ciri ini akan menjadi benda masif yang tidak memancarkan cahaya, beberapa fisikawan menduga bahwa lubang hitam purba ini bisa menjelaskan materi gelap, materi misterius yang menjadi bahan terbanyak materi dalam kosmos. Tapi idenya kontroversial, mengingat data dari Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) telah mengesampingkan alam semesta yang dipenuhi banyak lubang hitam sangat kecil. Mungkin lubang hitam ukuran sedang mungkin masih bersembunyi di sana, meskipun pengamatan menunjukkan mereka hanya akan membuat, paling banyak, 1% hingga 10% dari materi gelap.
Materi dapat melakukan perjalanan ke masa depan dalam lubang hitam
Lubang hitam mengalami masalah ketidakterbatasan - massa lubang hitam dihancurkan ke titik padat tak terhingga yang ukurannya sangat kecil. Secara fisik, ini tidak masuk akal, jadi para peneliti telah mencari kerangka kerja alternatif untuk menangani lubang hitam. Satu proposal dikenal sebagai gravitasi loop kuantum, yang menunjukkan bahwa struktur ruang-waktu melengkung sangat kuat di dekat pusat lubang hitam. Ini akan menghasilkan bagian dari lubang yang memanjang ke masa depan, yang berarti bahwa materi yang tersedot ke dalamnya akan memerlukan waktu untuk bergerak maju. Sejauh ini, gagasan yang memperluas pikiran ini masih bersifat teoritis.
Para ilmuwan mungkin telah melihat lubang hitam dari alam semesta lain
Satu pengamatan yang sangat kontroversial menunjukkan bahwa alam semesta kita adalah orang yang terlambat berkembang. Alam semesta yang lebih awal mungkin sudah ada sebelum kita, dan akan berisi lubang hitam. Ahli fisika matematika Universitas Oxford Roger Penrose berpendapat bahwa radiasi latar kosmik - peninggalan energik dari Big Bang - mengandung jejak lubang hitam ini dari masa sebelumnya. Ilmuwan lain berpendapat bahwa data Penrose tidak lebih dari kebisingan acak, tetapi kemungkinannya tetap menarik.
Kami akan segera memiliki gambar lubang hitam
Dalam hitungan hari, fisikawan akan merilis gambar lubang hitam pertama kali. Binatang supermasif ini bersembunyi di jantung galaksi Bima Sakti kita; mengambil foto itu telah menjadi tujuan dari Event Horizon Telescope. Instrumen ini sebenarnya adalah jaringan global teleskop radio di seluruh bumi, yang telah menggabungkan kekuatan mereka untuk memperbesar lebih dekat ke pusat galaksi daripada sebelumnya. Teleskop harus bisa melihat bayangan lubang hitam di material sekitarnya, dan gambar diharapkan pada 10 April.
