Kecepatan cahaya adalah salah satu konstanta terpenting dalam fisika. Astronom Denmark Olaf Roemer pertama kali memperkirakan kecepatan cahaya pada tahun 1676. Namun, ilmuwan yang menetapkan bahwa cahaya lah yang menetapkan batas atas kecepatan yang dapat dicapai di Alam Semesta kita, sama dengan hampir 300.000 kilometer per detik, adalah Albert Einstein. Namun, menurut teori Einstein yang sama, segala sesuatu di alam semesta ini relatif, termasuk gerak. Hal ini, pada gilirannya, memaksa kita untuk mengajukan pertanyaan yang sepenuhnya logis: berapa kecepatan kebalikan dari terang - gelap?
Kami bukanlah orang pertama yang mengajukan pertanyaan ini, tetapi portal Gizmodo memutuskan untuk menyelidiki lebih dalam dan pada kesempatan ini beralih ke salah satu ilmuwan, peneliti, ahli teori, pakar lubang hitam dan fisika kuantum yang paling dihormati dan terkenal. Menariknya, mereka semua tidak sepakat soal ini. Beberapa orang percaya bahwa kegelapan bisa memiliki kecepatan yang sama dengan cahaya. Yang lain percaya bahwa itu bisa jauh lebih lambat. Yang lain yakin bahwa semuanya akan tergantung pada sudut pandang dari mana Anda melihat masalah ini.
George Masser
Editor majalah Scientific American dan Nautilus, penulis Creepy Action at Distance: A Phenomenon Redefining Space and Time. Signifikansi Fenomena dalam Teori Lubang Hitam, Teori Big Bang dan Teori Segalanya, serta Panduan Lengkap Teori String bagi Idiots
“Kecepatan kegelapan? Jawaban paling sederhana adalah bahwa kecepatan kegelapan sama dengan kecepatan cahaya. Matikan Matahari dan langit kita akan menjadi gelap delapan menit setelah titik ini. Tapi itu jawaban yang membosankan! Tidak benar-benar! Pertama, yang biasa kita sebut dengan "kecepatan cahaya" adalah kecepatan rambat, dan ini tidak selalu menjadi faktor penentu. Bayangan yang jatuh pada lanskap dilemparkan oleh objek. Dan kekhasan benda-benda ini, serta jarak darinya, akan menentukan seberapa cepat benda itu akan jatuh.
Misalnya, lampu sorot beacon yang berputar menerangi sekelilingnya secara berkala. Namun, kecepatan relatif pengaburan lingkungan meningkat dengan bertambahnya jarak ke mercusuar itu sendiri. Jika Anda bergerak cukup jauh dari mercusuar, maka bayangan tersebut akan menyusul Anda lebih cepat dari kecepatan cahaya. Hal yang sama terjadi, misalnya, dengan bintang neutron di luar angkasa. Dengan kata lain, dalam hal ini, kecepatan cahaya hanya berarti penundaan. Bahkan jika suar diarahkan langsung ke Anda, Anda tidak akan langsung melihat cahaya, tetapi dengan beberapa penundaan. Namun, ini sama sekali tidak akan mempengaruhi jalannya acara yang akan Anda lihat, berada di tempat Anda.
Video promosi:
Tapi apakah ada yang namanya kegelapan? Lebih tepatnya, memang ada konsep, tapi apakah ada fenomena itu sendiri? Bahkan jika Anda "mematikan" Matahari, Bumi tidak akan terjun ke dalam kegelapan total yang tidak bisa ditembus. Cahaya dari bintang, nebula, dan bahkan Big Bang sendiri akan menerangi langit Anda dalam kasus ini. Planet itu sendiri dan segala sesuatu di dalamnya, termasuk tubuh kita, juga memancarkan cahaya. Dan itu akan terlihat melalui inframerah. Bahkan jika Anda entah bagaimana menemukan cara untuk "mematikan" Matahari, itu akan memancarkan tingkat cahaya tertentu hampir selamanya. Untuk abad Anda dan selama berabad-abad yang akan datang, itu sudah cukup. Artinya, selama kita punya kesempatan untuk melihat, kita akan lihat. Tidak ada sensor optik yang dapat mendeteksi kegelapan total, karena meskipun tidak ada sumber cahaya di sekitarnya,fluktuasi kuantum yang tersedia juga akan menghasilkan kilatan cahaya yang sangat ringan. Atau ambil lubang hitam - benda yang diduga tergelap. Bahkan mereka mampu memancarkan persentase cahaya tertentu, menurut beberapa teori. Dalam fisika, berbeda dengan bidang hubungan interpersonal, cahaya selalu "menaklukkan" kegelapan.
Kegelapan bukanlah kategori fisik, melainkan kondisi relatif. Bahkan tidak. Ini adalah persepsi subjektif dari negara. Foton mungkin atau mungkin tidak dipantulkan, sel retinal dapat memicu proses memori, tetapi mereka tidak dapat menjelaskan sensasi subjektif dari kegelapan, seperti gelombang tidak dapat diwakili oleh apa pun selain pengalaman kita mengamati warna atau suara. Pengalaman subjektif kita berubah dari waktu ke waktu, tetapi bagian individu dari pengalaman ini berada di luar waktu. Dan dalam pengertian ini, kita dapat mengatakan bahwa kegelapan itu sendiri tidak memiliki kecepatan.
Apakah kecepatan dalam pengertian umum? Dan apakah itu ada? Ini mengandaikan adanya ruang tertentu di mana ia dapat diukur. Namun, banyak ilmuwan yang bekerja dengan fisika kuantum - dunia di mana konsep fisika biasa sering menjadi tidak berguna - percaya bahwa ruang itu sendiri adalah salah satu turunan dari tingkat realitas yang lebih mendasar, di mana tidak ada konsep seperti posisi, jarak, atau yang sama. mempercepat.
Avi Loeb
Profesor Astrofisika di Universitas Harvard, pendiri Black Hole Initiative (BHI)
Materi yang tertarik ke pusat lubang hitam mencapai kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya. Apa pun yang termasuk dalam apa yang disebut cakrawala peristiwa lubang hitam tidak dapat melarikan diri. Bahkan cahaya selamanya tersegel dalam cakrawala peristiwa. Dengan pemikiran ini, lubang hitam dapat dipandang sebagai semacam penjara kegelapan abadi. Tapi bukan ini masalahnya.
Bintang seperti Matahari dapat mengalami spagetiisasi menjadi aliran gas jika ia lewat di sebelah lubang hitam masif, seperti yang ada di pusat galaksi Bima Sakti kita, yang massanya 6 miliar massa Matahari.
Namun, saat jatuh ke dalam lubang hitam, materi dapat saling menggesek dan memanas. Hasil akhir dari gesekan ini adalah radiasi. Jika laju pertambahan (proses kenaikan massa) cukup tinggi, maka tekanan radiasi yang keluar berpotensi dapat menyelamatkan materi tambahan di sekitarnya agar tidak jatuh. Banyak lubang hitam paling masif di alam semesta, dengan massa milyaran matahari, memiliki tingkat akresi setinggi mungkin."
Neil DeGrasse Tyson
Ahli astrofisika, Ph. D. dalam fisika, penulis, pemopuler sains, direktur Planetarium Hayden di Museum Sejarah Alam Amerika di Manhattan. Pembawa acara serial sains populer "Space: Space and Time"
“Kecepatan kegelapan berarti… Menimbang bahwa kegelapan itu sendiri adalah hasil dari lenyapnya cahaya? Jika kecepatan cahaya diwakili oleh sebuah konstanta, maka kecepatan kegelapan akan menjadi kebalikan dari konstanta kecepatan cahaya. Jika cahaya adalah sebuah vektor, ia memiliki besaran dan arah, maka … berbicara tentang nilai negatifnya, kita akan berbicara tentang arah kebalikannya. Kegelapan dalam hal ini adalah berlawanan arah, bukan yang langsung. Saya akan mengatakan bahwa kegelapan memiliki nilai negatif yang berlawanan untuk kecepatan cahaya."
Sara Caudill
PhD dari Pusat Studi Gravitasi, Kosmologi, dan Astrofisika Leonard E. Parker, Universitas Wisconsin-Milwaukee
“Gaya gravitasi black hole begitu besar sehingga cahaya pun tidak dapat menghindarinya begitu ia memasuki radius horizon peristiwa - batas tak terlihat yang menciptakan titik tanpa jalan kembali. Karena lubang hitam memiliki gravitasi yang sangat kuat, pengamatan yang dilakukan di luar medan gravitasi kuat ini akan dipengaruhi oleh efek dilasi waktu.
Misalkan jauh dari lubang hitam ada pengamat luar yang melihat benda bercahaya jatuh ke lubang hitam. Dari sudut pandang pengamat, objek bercahaya ini pertama-tama akan memperlambat kecepatannya, dan kemudian "keluar", menjadi sangat redup sehingga mustahil untuk melihatnya. Pengamat bahkan tidak akan bisa melihat bagaimana objek melintasi perbatasan horizon peristiwa.
Jika kita melihat situasinya dari sudut pandang materi yang jatuh ke lubang hitam ini. Bayangkan sekarang sebuah lubang hitam dikelilingi awan gas yang berpendar. Awan ini dibentuk oleh bintang yang terkoyak, melintas terlalu dekat dengan lubang hitam ini. Awan gas ini akan muncul sebagai piringan pipih, disebut juga piringan akresi. Jadi, gas dari cakram ini pada akhirnya akan diserap seluruhnya oleh lubang hitam, tetapi hal ini tidak akan terjadi dengan segera.
Faktanya adalah ada batas kecepatan yang bergantung pada gaya tekanan radiasi dari gas yang dipanaskan, yang akan menahan aksi gaya internal gravitasi lubang hitam itu sendiri. Akhirnya, segera setelah semua gas diserap oleh lubang hitam, ukurannya akan bertambah. Sebagai contoh, jika kita mengambil lubang hitam, yang massa awalnya adalah 10 kali massa Matahari kita, dan laju pertambahan massanya akan mencapai batas maksimumnya (yang disebut batas Eddington), maka dalam waktu sekitar satu miliar tahun massa lubang hitam ini akan mencapai massa 100 juta. kali melebihi massa Matahari kita”.
David Reice
Pengawas Ilmiah dari Laser Interferometric Gravitational Wave Observatory (LIGO)
“Pada dasarnya, semuanya akan bergantung pada apakah Anda adalah materi yang diserap oleh jurang tak berujung lubang hitam, atau Anda cukup jauh dari tempat kejadian dan merupakan pengamat tanpa ekspresi dari peristiwa seseorang atau sesuatu yang jatuh ke jurang yang sangat dalam ini. Jika Anda tidak beruntung dan Anda berada di urutan pertama, maka kecepatannya akan sangat tinggi. Kemungkinan besar, kita akan berbicara tentang indikator yang mendekati kecepatan cahaya.
Jika Anda berada di posisi detik dan cukup jauh dari lubang hitam, maka kecepatan materi yang akan diserap oleh lubang hitam akan terasa berkurang secara nyata karena efek pelebaran waktu gravitasi. Menurutnya, "jam" di bawah pengaruh medan gravitasi berjalan lebih lambat, dan di bawah pengaruh medan gravitasi yang sangat kuat - bahkan lebih lambat, yang akan menjadi kenyataan hanya dengan mendekatnya cakrawala peristiwa lubang hitam.
Maksud saya, dalam sistem koordinat lokal Anda, Anda akan tetap diam relatif terhadap lubang hitam (yaitu, Anda tidak akan tertarik padanya) dan sistem waktu lokal Anda tidak akan dipengaruhi oleh medan gravitasi lubang hitam ini. Dalam hal ini, bagi seseorang yang berada di luar pengaruh lubang hitam, akan terlihat bahwa benda atau materi akan bergerak menuju cakrawala peristiwa lubang hitam untuk waktu yang sangat lama.
Nyayesh Afshordi
Ahli astrofisika di Departemen Fisika dan Astronomi di Universitas Waterloo dan Kepala Departemen Kosmologi dan Gravitasi di Perimeter Institute for Theoretical Physics di Kanada
“Saya percaya bahwa kecepatan 'kegelapan' tidak terbatas! Dalam fisika klasik, di bawah konsep umum ruang angkasa yang gelap, hanya ruang hampa kosong yang dapat dipertimbangkan. Namun, berkat mekanika kuantum, kita tahu bahwa sebenarnya tidak ada kegelapan dan ruang kosong. Meskipun menurut Anda tidak ada sumber cahaya yang dapat kami lihat, sumber ini dapat berupa fluktuasi medan elektromagnetik. Bahkan di dalam gelombang gravitasi yang menembus ruang-waktu dan baru ditemukan oleh laboratorium LIGO baru-baru ini, fluktuasi kuantum ini pasti ada.
Masalahnya adalah tingkat gravitasi dalam riak kuantum ini tidak terbatas. Dengan kata lain, saat ini tidak ada teori gravitasi kuantum yang menarik yang akan disetujui oleh sebagian besar ilmuwan. Jawaban yang diperlukan untuk pertanyaan tersebut mungkin tersembunyi dalam kemungkinan kecepatan "kegelapan", yaitu riak kuantum mencapai nilai yang tak terbatas (atau menjadi besar secara sewenang-wenang), terutama pada skala kecil dan untuk periode waktu yang singkat. Tentu saja, ini hanya asumsi, tetapi menurut saya ini adalah cara efektif untuk memahami prinsip dan esensi Big Bang, lubang hitam, energi gelap, dan gravitasi kuantum."
NIKOLAY KHIZHNYAK
