Lubang hitam dan lubang cacing telah lama menjadi atribut yang lazim di banyak film fiksi ilmiah dan serial TV, di mana para pelancong luar angkasa menggunakannya untuk secara instan melakukan perjalanan melintasi alam semesta. Apakah lubang hitam dan lubang cacing itu, seberapa masuk akal perjalanan melalui ruang dan waktu? Kebenaran luar biasa apa yang ditampilkan dalam film fiksi ilmiah? Ini diceritakan oleh fisikawan Rusia dari universitas tentang "Proyek 5-100".
Apa itu lubang hitam?
Fisikawan menyebut lubang hitam sebagai wilayah ruang-waktu dengan gravitasi yang begitu kuat sehingga tidak ada materi, energi atau informasi (termasuk cahaya) yang dapat meninggalkan wilayah ini begitu ia masuk ke dalamnya. Lubang hitam dibatasi di ruang angkasa oleh cakrawala peristiwa: batas lubang hitam, di luar itu tidak ada objek atau radiasi yang bisa lolos. Dengan demikian, pengamat di luar lubang hitam tidak bisa mendapatkan informasi apa pun tentang apa yang terjadi di dalamnya.
Menurut relativitas umum, geometri lubang hitam dijelaskan oleh persamaan Einstein, yang menghubungkan metrik ruang-waktu yang melengkung dengan sifat materi yang mengisinya, dan gravitasi adalah manifestasi dari kelengkungan ruang-waktu, kata seorang profesor di Institut Pendidikan dan Ilmiah Gravitasi dan Kosmologi di Universitas Persahabatan Rakyat Rusia (Universitas RUDN) Kirill Bronnikov.
“Para ilmuwan secara teoritis telah menjelaskan banyak jenis lubang hitam. Mereka berbeda dalam ada atau tidak adanya rotasi, muatan listrik, dan parameter lain yang memungkinkan. Diyakini bahwa lubang hitam dapat muncul dari runtuhnya bintang yang cukup masif pada tahap akhir evolusinya atau dari fluktuasi materi super padat di awal alam semesta,”katanya.
Menurutnya, tidak mungkin melihat lubang hitam, karena pengamat eksternal tidak dapat menerima informasi apa pun secara langsung dari horizon peristiwa. Oleh karena itu, lubang hitam hanya dapat memanifestasikan dirinya secara tidak langsung - dengan kelengkungan sinar cahaya yang lewat di dekatnya, oleh radiasi elektromagnetik dari materi di sekitarnya yang jatuh ke dalamnya, dll.
Para ilmuwan masih belum memahami apa itu bagian dalam lubang hitam, yang tersembunyi di bawah cakrawala peristiwa. Menurut kebanyakan model lubang hitam dalam relativitas umum, mereka pasti memiliki "singularitas" - titik, garis, atau permukaan dengan nilai kelengkungan ruang-waktu yang tak terhingga besar, serta massa jenis dan tekanan materi. Namun, banyak peneliti percaya bahwa pada kenyataannya hal ini tidak mungkin terjadi.
Video promosi:
“Di sini kita dihadapkan pada batasan penerapan ide klasik kita tentang ruang-waktu dan memasuki area yang tidak diketahui dari teori gravitasi quantum yang belum dibangun,” kata Kirill Bronnikov.
Dia berbicara tentang kemungkinan keberadaan jenis lain dari lubang hitam - yang disebut "alam semesta hitam". Dari luar, ini bisa terlihat seperti lubang hitam lainnya. Namun, seorang pengamat yang telah menembus ke dalamnya, melintasi cakrawala peristiwa, tidak jatuh ke dalam singularitas, melainkan ke alam semesta baru yang mengembang.
Mencari lubang hitam
Pada awal 2019, program pengamatan interferometer ruang-tanah Radioastron selesai, dengan resolusi beberapa ribu kali lebih tinggi daripada Teleskop Luar Angkasa Hubble yang terkenal. "Radioastron" adalah beberapa lusin teleskop radio berbasis darat yang paling kuat dan sebuah observatorium luar angkasa, dihubungkan dengan bantuan algoritma khusus ke dalam sebuah "lempeng" virtual dengan diameter yang jauh lebih besar dari planet kita.
Radioastron memungkinkan para astronom Rusia menemukan indikasi pengamatan yang jelas tentang keberadaan di pusat galaksi OJ287 di konstelasi Cancer dari sepasang lubang hitam supermasif yang berputar pada jarak pendek satu sama lain, kata kepala laboratorium untuk penelitian fundamental dan terapan objek relativistik di Semesta Institut Fisika dan Teknologi Moskow (MIPT).) Yuri Kovalev.
“Pengamatan kami sangat cocok dengan prediksi model lubang hitam biner OJ287. Di masa depan, dengan menggunakan interferometer ruang-tanah Milimetron, kami berencana untuk mempelajari bayangan dengan panjang gelombang yang lebih pendek dan di sekitar lubang hitam di galaksi kita dan galaksi lain. Ini juga akan membantu menguji pemahaman teoritis tentang keberadaan objek lain - "lubang cacing", "katanya.
Terowongan ke dimensi lain
"Lubang cacing" (dalam bahasa Inggris setara dengan nama - lubang cacing, atau lubang cacing) adalah objek paling menarik di alam semesta, tentang keberadaan yang diperdebatkan oleh para ilmuwan. Ini adalah konfigurasi ruang-waktu dalam bentuk semacam terowongan antara wilayah jauh alam semesta kita atau bahkan antara alam semesta yang berbeda.
“Lubang cacing mirip dengan lubang hitam, karena mereka adalah objek terlokalisasi dengan gravitasi dan kelengkungan ruang yang cukup kuat. Namun, tidak seperti lubang hitam, lubang hitam tidak memiliki "jebakan" - cakrawala peristiwa, oleh karena itu secara teoritis lubang hitam tidak hanya memungkinkan "masuk", tetapi juga "keluar". Artinya, Anda dapat melewati mereka dan kembali,”kata Sergei Rubin, profesor di National Research Nuclear University MEPhI (NRNU MEPhI).
Terlepas dari kenyataan bahwa lubang cacing tidak bertentangan dengan relativitas umum dan diprediksi oleh beberapa teori kosmologis, kandidat sebenarnya untuk peran objek semacam itu masih belum diketahui. Selain itu, lubang cacing menyiratkan geometri ruang-waktu yang sangat atipikal, yang membutuhkan materi dengan sifat eksotis (misalnya, dengan kerapatan energi negatif) untuk mempertahankannya.
“Penemuan lubang cacing di alam atau kreasi mereka di laboratorium akan berarti revolusi nyata dalam fisika ruang-waktu,” tegas ilmuwan itu.
Sergei Rubin tidak sependapat dengan astronom Heino Falke bahwa gambar terbaru dari lubang hitam di pusat galaksi M87, yang diperoleh dalam proyek Teleskop Event Horizons, dapat mengkonfirmasi keberadaan terowongan dalam struktur ruang-waktu. Untuk kesimpulan akhir, akurasi pengukuran tidak cukup.
Pada saat yang sama, gagasan teoretis tentang benda-benda ini membantu para ilmuwan untuk lebih memahami sifat ruang-waktu dan gravitasi.
Bagaimana cara masuk ke lubang cacing?
Tidak semua film fiksi ilmiah tentang terowongan ke dimensi lain jauh dari teori ilmiah modern, kata Profesor Universitas Federal Baltik Immanuel Kant (IKBFU) Artem Yurov.
“Dalam film Interstellar, informasi tentang lubang hitam dan ruang tambahan sejalan dengan gagasan ilmiah. Ini tidak mengherankan, karena penasihat ilmiah film tersebut adalah fisikawan lubang hitam pemenang Hadiah Nobel Kip Thorne. Dialah yang menghembuskan kehidupan baru ke dalam gagasan tentang keberadaan lubang cacing,”katanya.
Menurut Artem Yurov, meskipun lubang cacing diperbolehkan oleh hukum fisika, lubang cacing tidak dapat muncul dengan sendirinya. Namun, mereka bisa dibangun oleh peradaban yang sangat berkembang dalam istilah teknis dan ilmiah.
“Ini tidak mengherankan, toh mobil Toyota juga tidak bisa muncul begitu saja, meski menunggu puluhan miliar tahun - harus dibuat,” ujarnya.
Saat ini, fisikawan sedang memikirkan kemungkinan pembentukan lubang cacing yang tidak hancur dengan cepat, serta bagaimana membuatnya cukup besar sehingga molekul pun bisa muat dan tidak runtuh di sana.
“Secara hipotetis mungkin mengirim genom manusia melalui lubang cacing. Menurut kalkulasi, ada juga corong dalam dimensi tambahan, tapi masih cukup kecil, 10 hingga minus 31 derajat sentimeter,”kata Sergei Rubin.
Menurut ilmuwan tersebut, melalui lubang cacing, secara hipotetis mungkin di masa depan mengirim umat manusia dari alam semesta yang sekarat ke alam semesta lain, yang baru mulai hidup. Untuk melakukan ini, tidak perlu mengirim seseorang ke sana secara fisik - Anda dapat mengirim informasi ke sana, yang atas dasar itu peradaban kita akan dipulihkan secara mandiri di Alam Semesta baru.
