Sebuah analogi lubang hitam buatan laboratorium telah memberikan bukti tidak langsung baru bahwa benda-benda kosmik misterius ini memang memancarkan aliran gas dari partikel bermuatan, lapor Science Alert, mengutip sebuah studi ilmiah baru yang diterbitkan dalam jurnal Nature. Fisikawan mengklaim bahwa analogi lubang hitam yang mereka buat memiliki suhu, yang merupakan prasyarat untuk radiasi dengan nama yang sama, yang diprediksi oleh Stephen Hawking.
Lubang hitam tidak memancarkan apa pun. Atau apakah itu memancar?
Menurut relativitas umum (GR), tidak ada yang bisa lolos dari lubang hitam. Gaya gravitasi mereka begitu besar sehingga cahaya, benda tercepat di alam semesta, tidak mampu mengembangkan kecepatan yang memadai untuk melepaskan pengaruhnya. Jadi, menurut relativitas umum, lubang hitam tidak dapat memancarkan radiasi elektromagnetik apa pun.
Namun demikian, teori Hawking tahun 1974 menyatakan bahwa jika aturan mekanika kuantum ditambahkan pada pertanyaan tersebut, maka lubang hitam memang dapat memancarkan sesuatu. Ini adalah jenis teori radiasi elektromagnetik yang dinamai menurut Hawking sendiri.
Radiasi hipotetis ini menyerupai radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh suhu lubang hitam, yang berbanding terbalik dengan massanya. Ilmuwan belum bisa menemukannya secara langsung. Gambar asli pertama dari lubang hitam baru-baru ini diambil, jadi semuanya masih ada. Namun demikian, fisikawan percaya bahwa radiasi ini, jika ada, akan terlalu lemah untuk ditemukan dengan instrumen ilmiah modern kita.
Mengukur suhu lubang hitam juga menantang. Lubang hitam bermassa Matahari akan memiliki suhu hanya 60 nanokelvin. Radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik yang akan diserapnya akan jauh lebih tinggi daripada radiasi Hawking yang dipancarkannya. Apalagi, semakin besar ukuran lubang hitam, semakin rendah suhunya.
Untuk menguji hipotesis Hawking, fisikawan dari Israel Technical University melakukan eksperimen dengan "analog" terdekat dari lubang hitam, yang telah berhasil dibuat dalam kondisi laboratorium hingga saat ini.
Video promosi:
Apakah radiasi Hawking itu nyata?
Itu ditemukan oleh fisikawan Israel Jeff Steinhower pada tahun 2016 dan merupakan kondensat Bose dari atom rubidium dingin (didinginkan hingga hampir nol absolut), di salah satu wilayah di mana atom bergerak dengan kecepatan supersonik, dan di wilayah lain mereka bergerak sangat lambat. Saat bergerak, kondensat menciptakan apa yang disebut lubang hitam akustik, yang memerangkap suara (fonon), bukan cahaya (foton). Kuanta suara yang memasuki area ini melintasi semacam "cakrawala peristiwa akustik", karena mereka tidak bisa lagi meninggalkannya. Mempelajari karakteristik analog akustik lubang hitam, para ahli sampai pada kesimpulan bahwa mereka mendekati model teoritis yang menyiratkan adanya radiasi Hawking.
Bahkan selama percobaan pada tahun 2016, Steinhauer dan rekannya mampu menunjukkan bahwa di wilayah cakrawala peristiwa akustik dari analogi lubang hitam mereka, sepasang fonon yang terjerat dapat muncul, salah satunya ditolak oleh atom dari kondensat Bose yang mengalir perlahan ke luar angkasa, menciptakan efek radiasi Hawking. Pada saat yang sama, fonon pasangan yang lain dapat diserap oleh analog dari lubang hitam karena kondensat berkecepatan tinggi.
Perlu dicatat bahwa awal tahun ini, sekelompok fisikawan Israel lainnya dari Weizmann Institute, yang dipimpin oleh Ulf Leonhardt, menciptakan analogi lubang hitam mereka sendiri, yang menggunakan teknologi serat optik sebagai dasar untuk cakrawala peristiwa. Kemudian para ilmuwan menganggap hasil pengamatan serupa sebagai anomali statistik. Akan tetapi, percobaan baru oleh kelompok Steinhauer membuktikan bahwa tidak demikian. Hasil percobaan baru menunjukkan sekali lagi bahwa satu foton dapat terlempar ke ruang hipotetis, sementara yang lain dapat diserap oleh lubang hitam hipotetis. Leonhardt telah mengomentari keberhasilan grup Steinhower:
Bukti bahwa Hawking benar semakin berkembang, tetapi metode baru untuk menentukan suhu lubang hitam analog ini dapat membantu mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang termodinamika lubang hitam.
Nikolay Khizhnyak
