22 Februari 2024

Teori gravitasi baru yang ‘Twisty’ mengatakan bahwa informasi dapat lolos dari lubang hitam

3 min read

Dalam astrofisika, ada pepatah yang mengatakan “lubang hitam tidak memiliki rambut”.

Artinya, dalam teori relativitas umum, lubang hitam adalah objek yang sangat sederhana. Yang Anda perlukan untuk mendeskripsikan lubang hitam hanyalah massanya, muatan listriknya, dan kecepatan putarannya. Dengan ketiga angka tersebut saja, Anda memiliki semua yang Anda ketahui tentang lubang hitam. Dengan kata lain, mereka botak – mereka tidak memiliki informasi tambahan.

Aspek lubang hitam ini sangat membuat frustrasi para astrofisikawan, yang sangat ingin memahami cara kerja raksasa kosmik ini. Namun karena lubang hitam tidak memiliki “rambut”, tidak ada cara untuk mempelajari lebih lanjut tentang lubang hitam dan apa yang membuat lubang hitam tersebut aktif. Sayangnya, lubang hitam masih menjadi salah satu objek paling membingungkan dan misterius di alam semesta.

Namun konsep lubang hitam “tanpa rambut” ini bergantung pada pemahaman kita saat ini tentang relativitas umum, yang awalnya dirumuskan oleh Albert Einstein. Gambaran relativitas ini berfokus pada kelengkungan ruang-waktu. Entitas apa pun yang bermassa atau energi akan membengkokkan ruang-waktu di sekitarnya, dan pembengkokan tersebut menginstruksikan entitas tersebut bagaimana cara bergerak.

Terkait: Paradoks lubang hitam terkenal Stephen Hawking mungkin akhirnya punya solusi

Namun ini bukan satu-satunya cara untuk membangun teori relativitas. Ada pendekatan yang sama sekali berbeda yang berfokus pada “kelenturan”, bukan pada kelengkungan ruang-waktu. Dalam gambar ini, setiap entitas bermassa atau energi memutar ruang-waktu di sekitarnya, dan putaran tersebut menginstruksikan objek lain bagaimana cara bergerak.

Kedua pendekatan tersebut, yang satu berdasarkan kelengkungan dan yang lainnya berdasarkan kelengkungan, secara matematis setara. Namun karena Einstein yang pertama kali mengembangkan bahasa berbasis kelengkungan, bahasa ini lebih banyak digunakan. Pendekatan kelengkungan, yang dikenal sebagai gravitasi “teleparalel” karena penggunaan garis paralel secara matematis, menawarkan banyak ruang untuk wawasan teoretis menarik yang tidak terlihat jelas dalam pendekatan kelengkungan.

Sebagai contoh, tim fisikawan teoretis baru-baru ini mengeksplorasi bagaimana gravitasi teleparalel dapat mengatasi masalah lubang hitam berbulu. Mereka merinci pekerjaan mereka dalam sebuah makalah yang diterbitkan ke database pracetak arXiv pada bulan Juli. (Penelitian ini belum ditinjau oleh rekan sejawat.)

Tim tersebut menguji potensi perluasan relativitas umum menggunakan apa yang disebut medan skalar – sebuah objek kuantum yang menghuni seluruh ruang dan waktu. Contoh medan skalar yang terkenal adalah Higgs boson, yang bertanggung jawab memberikan massa pada banyak partikel. Mungkin ada medan skalar tambahan yang menghuni alam semesta dan secara halus mengubah cara kerja gravitasi, dan fisikawan telah lama menggunakan medan skalar ini dalam upaya menjelaskan sifat misteri kosmik seperti materi gelap dan energi gelap.

Dalam relativitas umum berbasis kelengkungan beraturan, ada banyak cara untuk menjumlahkan medan skalar. Namun dalam gravitasi teleparalel, ada lebih banyak pilihan. Tim peneliti ini menemukan cara untuk menambahkan medan skalar ke relativitas umum menggunakan kerangka teleparalel. Kemudian, mereka menggunakan pendekatan tersebut untuk menyelidiki apakah medan skalar, yang tadinya tidak terlihat, mungkin muncul di dekat lubang hitam.

Hasil akhirnya: Medan skalar yang ditambahkan ke relativitas umum, ketika dieksplorasi melalui lensa teleparalel, menghasilkan sedikit lubang hitam.

“Rambut” dalam hal ini adalah adanya medan skalar yang kuat di dekat cakrawala peristiwa lubang hitam. Yang terpenting, medan skalar ini membawa informasi tentang lubang hitam di dalamnya, yang memungkinkan para ilmuwan memahami lebih banyak tentang lubang hitam tanpa harus terjun ke dalamnya.

Sekarang para peneliti telah mengidentifikasi bagaimana lubang hitam dapat terbentuk, selanjutnya mereka perlu meneliti konsekuensi pengamatan dari hasil ini. Misalnya, pengamatan gelombang gravitasi di masa depan mungkin mengungkapkan tanda-tanda halus dari medan skalar dalam tumbukan lubang hitam.

45secondes est un nouveau média, n’hésitez pas à partager notre article sur les réseaux sociaux afin de nous donner un solide coup de pouce. ?