Simulasi numerik telah mengarahkan fisikawan ke wilayah lubang hitam di mana prediksi hukum fisika harus dilanggar. Di wilayah seperti itu, keadaan sistem selanjutnya mungkin bukan konsekuensi dari yang sekarang, yang tidak mungkin dalam mekanika Newton dan elektrodinamika klasik. Sebuah artikel dengan hasil diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.
Biasanya teori fisika berbicara tentang determinisme dunia, prediktabilitas masa depan: jika kondisi awal diketahui, maka, dengan mengetahui hukum fisika, seseorang dapat menghitung keadaan setiap saat di masa depan. Teori semacam itu, misalnya, adalah mekanika Newton. Hal yang sama berlaku untuk elektrodinamika klasik: mengetahui dengan tepat distribusi medan listrik dan magnet di ruang angkasa, Anda dapat menentukan statusnya pada saat lain menggunakan persamaan Maxwell. Bahkan dalam mekanika kuantum, persamaan Schrödinger tidak memungkinkan adanya keacakan: jika kita mengetahui dengan tepat fungsi gelombang pada saat awal, maka persamaan Schrödinger dengan jelas berbicara tentang evolusi waktunya pada setiap interval waktu.
Dalam karya baru, sekelompok ahli teori yang dipimpin oleh Vitor Cardoso dari Universitas Lisbon meneliti runtuhnya bintang bermuatan ke dalam lubang hitam dan memodelkan fenomena ini dalam kerangka relativitas umum. Akibatnya, ternyata dalam proses ini suatu wilayah dapat muncul, yang secara fisika tidak dapat diprediksi dengan mengetahui keadaan awal bintang.
Menurut salah satu teorema dalam kerangka relativitas umum, terdapat wilayah ruang-waktu maksimum yang secara unik ditentukan oleh kondisi awal ini. Jika kawasan ini bukan keseluruhan ruang yang ada, maka menurut definisi ternyata ada kawasan yang keadaannya tidak ditentukan oleh kondisi awal yang diambil. Ilmuwan Inggris Roger Penrose merumuskan hipotesis yang disebut prinsip sensor kosmik yang kuat. Dia berpendapat bahwa ini tidak dapat terjadi, yaitu, area yang dapat didefinisikan dengan jelas bukanlah bagian dari ruang yang lebih besar.
Pembentukan lubang hitam bermuatan, yang dijelaskan oleh metrik Reissner-Nordstrom, pada pandangan pertama melanggar prinsip ini, karena dalam hal ini cakrawala Cauchy terbentuk di dalam lubang hitam, di mana ruang-waktu tetap mulus, dan di luar itu dapat diperpanjang dengan cara yang tak terbatas. Namun di sisi lain, permukaan ini tidak stabil dan setiap gangguan menghancurkannya, mengarah pada pembentukan singularitas dan keadilan prinsip sensor kosmik.
Karya baru ini menyelidiki runtuhnya bintang ke dalam lubang hitam dengan muatan yang hampir membatasi dengan mempertimbangkan konstanta kosmologis (suku term dalam persamaan Einstein). Suku Λ sangat kecil dan biasanya hanya diperhitungkan dalam studi kosmologis, tetapi telah ditunjukkan bahwa nilai positif Λ mengarah ke cakrawala Cauchy yang lebih stabil. Akibatnya, bahkan dengan memperhitungkan gangguan, perbedaan antara parameter ruang-waktu di cakrawala Cauchy tidak besar, yang memungkinkan untuk memecahkan persamaan Einstein bahkan di cakrawala. Ini melanggar prinsip sensor kosmik yang kuat.
Diskontinuitas kelengkungan di cakrawala Cauchy diperoleh dalam situasi muatan yang membatasi dan suku positif mirip dengan gelombang kejut dalam cairan. Ternyata tubuh yang cukup kuat bisa menembusnya. Dapat dibayangkan seorang pengamat melompat ke dalam lubang hitam dan melintasi cakrawala Cauchy. Dalam hal ini, masa depannya ternyata tidak pasti.
Bukti validitas dari analisis yang dilakukan masih diperlukan, karena penulis hanya mempertimbangkan teori perturbasi linier. Perlu juga dicatat bahwa lubang hitam astrofisika dengan muatan pembatas tidak dapat terbentuk, karena tidak ada bintang yang bermuatan tinggi. Namun, cakrawala Cauchy juga terjadi dalam kasus lubang hitam yang berputar, meskipun mereka memiliki lebih sedikit kesimetrian. Juga, pekerjaan itu tidak memperhitungkan efek kuantum hipotetis, yang bisa kuat di area seperti itu.
Video promosi:
