Stephen Hawking meninggal hari ini (14 Maret), meninggalkan warisan pekerjaan besar sebagai astrofisika, komunikator sains, aktivis, dan tokoh kekaguman budaya pop. Dan pada hari kematiannya, sebuah pertanyaan yang dia ajukan dan kerjakan sampai tahun-tahun terakhir hidupnya tetap tidak terjawab: Dapatkah informasi benar-benar hilang ke alam semesta?
Koran Hawking yang paling terkenal, "Black Hole Explosions ?," yang diterbitkan 44 tahun lalu pada tahun 1974, membawa kapak ke seluruh konsep lubang hitam seperti yang sebelumnya dipahami oleh para fisikawan. Dan itu adalah pukulan pertama Hawking pada pertanyaan mendasar itu.
"Secara klasik, sebuah lubang hitam seharusnya 'sangat dingin' dalam arti bahwa lubang itu menyerap segalanya tetapi tidak memancarkan apa pun. Ini adalah bagaimana mereka dipahami pada awal tahun 1970-an," Robert McNees, seorang ahli fisika di Loyola University di Chicago, menulis dalam email .
Lubang hitam seperti itu tidak akan memancarkan energi, dan tidak ada masalah yang bisa menghindarinya. Itu hanya akan ... ada, dingin, sunyi, dan abadi. Kertas Hawking membuat lubang hitam itu hidup - dan mungkin fana.
"Ketika Stephen mempertimbangkan efek mekanika kuantum pada pertengahan tahun 70-an, ia menemukan bahwa lubang hitam pada prinsipnya memancarkan seolah-olah itu adalah benda termal dengan suhu," kata McNees kepada Live Science. "Jika mereka memancarkan energi maka massa mereka akan berkurang. Dan dia menemukan bahwa ketika ini terjadi, ketika mereka menyusut, suhu mereka naik dan mereka memancarkan lebih cepat."
Akhirnya, mungkin, lubang hitam akan hilang seluruhnya, atau menyusut menjadi sedikit nubbin. Tanpa sepenuhnya menyatukan relativitas dan mekanika kuantum dalam teori kuat "gravitasi kuantum" (apa yang oleh fisikawan disebut sebagai "teori segalanya"), tahap akhir dari penguapan lubang hitam tetap menjadi misteri.
"Masalahnya adalah bahwa, menurut perhitungannya, radiasi sangat panas. Ia tidak menyimpan informasi tentang keadaan bahan yang membentuk lubang hitam, dan ini akan melanggar aturan mendasar dalam mekanika kuantum," tulis McNees. .
Fisika kuantum mensyaratkan bahwa seluruh masa depan dan masa lalu dari setiap partikel, pada prinsipnya, mungkin untuk dipikirkan dan dihubungkan melalui serangkaian peristiwa yang dirantai, sebab-akibat, probabilistik. Tetapi jika sebuah lubang hitam melepaskan sup partikel yang tidak berdiferensiasi dengan informasi mereka - sejarahnya - terhapus secara tidak dapat dipulihkan, maka persyaratan itu pada dasarnya rusak.
"'paradoks informasi lubang hitam,' dan upaya untuk menyelesaikannya telah mendorong banyak pekerjaan dalam gravitasi kuantum sejak pertama kali diartikulasikan," tulis McNees.
Hawking sudah menjadi fisikawan ulung pada tahun 1974. Dan banyak biografi singkat menyiratkan bahwa, setelah penerbitan buku sains populernya tahun 1988 "A History History of Time," karya ilmiah terpentingnya ada di belakangnya. Tetapi Hawking terus menghasilkan karya ilmiah yang signifikan dan kontroversial hingga dekade ini, bertengkar dengan paradoks yang ia perkenalkan puluhan tahun sebelumnya.
Makalah akhir karir yang paling dramatis yang ditulis Hawking menyarankan black hole karena mereka secara klasik dipahami tidak ada sama sekali.
Dalam "Pelestarian Informasi dan Prakiraan Cuaca untuk Lubang Hitam," yang diterbitkan pada tahun 2014, ia menyarankan bahwa "cakrawala peristiwa" di sekitar lubang hitam, titik di mana bahkan cahaya tidak dapat melarikan diri, tidak benar-benar ada. Sebaliknya, ia menulis, hanya ada "jelas" cakrawala cahaya yang terperangkap yang bisa memudar dan memungkinkan cahaya untuk melarikan diri.
"Tidak adanya horizon peristiwa berarti bahwa tidak ada lubang hitam - dalam arti rezim dari mana cahaya tidak dapat melarikan diri hingga tak terbatas," tulis Hawking.
Dia juga menyarankan beberapa masalah konseptual mendasar dengan sejumlah ciri fisikawan yang dikaitkan dengan lubang hitam, seperti "firewall" di sekitar batas mereka yang menghancurkan pengamat yang mencoba masuk.
Itu bukan kata terakhir Hawking di bidang sains. Baru-baru ini pada tahun 2016, Hawking menerbitkan sebuah makalah dengan ahli fisika Universitas Cambridge, Malcolm Perry dan ahli fisika Universitas Harvard Andrew Strominger yang disebut "Rambut Lembut di Lubang Hitam."
Tim peneliti berpendapat bahwa lubang hitam dikelilingi oleh partikel "lunak" atau nol energi, yang mereka sebut rambut. Rambut itu, tulis mereka, menyimpan informasi partikel yang hilang yang dipancarkan oleh lubang hitam di "pelat holografik" di luar wilayah batas lubang hitam. Jadi, informasi yang dipindahkan, tidak pernah benar-benar hilang.
"Deskripsi lengkap tentang pelat holografik dan resolusi paradoks informasi tetap merupakan tantangan terbuka, yang telah kami sajikan alat baru dan konkret untuk mengatasi," tulis mereka.
Bahkan menjelang akhir hidupnya, Hawking tetap menjadi ilmuwan yang bekerja, menyajikan ide-ide yang memajukan bidangnya, dan ide-ide yang ditolak oleh rekan-rekannya.
"Ini kesan saya bahwa makalah 2014 tidak diterima secara luas. Makalah 2016, di sisi lain, yang bekerja dengan Perry dan Strominger, adalah arah yang orang masih aktif kerjakan," tulis McNees.
"Paradoks informasi lubang hitam telah menjadi salah satu pertanyaan yang menentukan bagi orang yang bekerja pada gravitasi kuantum. Dan, karena masih belum terjawab, saya pikir itu tetap menjadi pertanyaan paling menarik yang diajukan."
