Dalam sistem yang kacau, bahkan lompatan kecil pun dapat memicu efek cascading yang memengaruhi hasil akhir. Ini mirip dengan efek kupu-kupu, di mana kepakan sayap kecil pun dapat menyebabkan badai di belahan dunia lain.
Fisikawan teoretis Douglas Stanford dan Stephen Schenker telah menunjukkan bahwa pada tingkat kuantum, lubang hitam menunjukkan perilaku kacau yang mirip dengan efek kupu-kupu. Membuat perubahan pada lubang hitam - bahkan sekecil menjatuhkan satu partikel ke dalamnya - dapat mengubah perilakunya.
Kunci untuk memahami kekacauan ini adalah bahwa lubang hitam tidak seluruhnya hitam. Raksasa luar angkasa memancarkan kabut tipis partikel - sisa-sisa pasangan partikel virtual yang terus-menerus muncul di seluruh ruang. Ketika ini terjadi di cakrawala lubang hitam, beberapa partikel dapat lolos, menghasilkan apa yang sekarang dikenal sebagai radiasi Hawking. Mempelajarinya menjelaskan sifat kacau lubang hitam. Stanford dan Schenker menulis tentang ini dalam makalah yang diterbitkan dalam Journal of High Energy Physics pada tahun 2014.
Bayangkan melemparkan satu elektron ke dalam lubang hitam - perubahan kecil untuk raksasa yang sangat besar. Namun, hal kecil ini mengubah radiasi Hawking, seperti kupu-kupu yang mengepakkan sayapnya dan mengubah arah perahu yang jauh.
Deskripsi skema radiasi Hawking.
Penambahan sebuah partikel meningkatkan massa lubang hitam dan memperluas cakrawala peristiwanya - batas di mana tidak ada yang bisa keluar. Radiasi Hawking yang seharusnya dipancarkan tetap terperangkap di dalam lubang hitam yang meluas. Apa yang tampak sebagai perubahan kecil memiliki konsekuensi yang luas - kekacauan belaka.
Stanford memperluas ide ini. Dia, Schenker dan Juan Maldacena dari Institute for Advanced Study menerbitkan pada tahun 2016 di Journal of High Energy Physics sebuah makalah di mana mereka secara teoritis menunjukkan bahwa konsekuensi dari perubahan kecil dalam lubang hitam meningkat secepat mungkin secara fisik. Peningkatan konsekuensi ini menjadikan lubang hitam sebagai sistem yang paling kacau.
Dengan mempelajari hubungan antara partikel kecil dan lubang hitam raksasa, para ilmuwan berharap dapat mengungkap konflik rumit antara teori terpenting dalam fisika. Tujuannya adalah merumuskan teori gravitasi kuantum dengan menggabungkan mekanika kuantum dan relativitas umum. Ketidakkonsistenan mereka menunjukkan bahwa ada sesuatu yang salah pada inti setiap teori. Ide baru Stanford tentang lubang hitam akan membantu para ilmuwan menemukan solusi.
Video promosi:
“Dia mungkin salah satu dari orang-orang langka yang benar-benar mengubah arah sains,” kata Schenker. "Saya tidak sabar untuk mengetahui apakah saya benar atau salah."
Vladimir Guillen
