Terlepas dari jumlah bukti keberadaan lubang hitam, mereka tetap berada dalam batas fisika teoretis. Karena sifat-sifatnya - struktur, kurangnya pancaran cahaya, lokasi dan cara kerjanya - lubang hitam tetap berada dalam bayang-bayang. Tetapi tidak semua ilmuwan, termasuk Stephen Hawking, percaya bahwa lubang hitam tradisional harus tetap berada dalam kerangka fisika modern (namun, mereka dapat memiliki solusi matematika yang ideal) - beberapa melangkah lebih jauh dan menyatakan bahwa kita harus menggantinya dengan salah satu banyak alternatif.
Beberapa alternatif termasuk gravastars, hybrid wormhole, dan quark stars. Tahun lalu, dua astrofisikawan - Carlo Rovelli (Universitas Toulon, Prancis) dan Francesca Vidotto (Universitas Redbound di Belanda) - mempresentasikan yang lain: objek teoretis yang disebut bintang Planck (bintang Planck). Ia tidak menggantikan model lubang hitam standar seperti itu, ia menata ulangnya.
Lubang hitam biasanya memiliki dua komponen utama: cakrawala peristiwa dan singularitas itu sendiri. Cakrawala peristiwa cukup sederhana: ini adalah titik, persimpangan yang, tidak ada yang dapat meninggalkan lubang hitam. Singularitas (inti dari lubang hitam), di sisi lain, jauh lebih sulit untuk dipahami.
Kelengkungan ruang-waktu pada titik padat tak terhingga ini menjadi tak terhingga. Akibatnya, secara logis kita tidak dapat memahami apa yang terjadi di dalam singularitas. Lebih buruk lagi: apa yang kita temukan melanggar beberapa aturan atau hukum universal sekaligus.
Masalah terbesar berkaitan dengan cara lubang hitam memproses informasi - informasi yang mendeskripsikan sifat kuantum dari segala sesuatu yang telah ditelan lubang hitam. Fisikawan mengatakan bahwa informasi tidak dapat - tidak boleh - dihancurkan, tetapi tampaknya itulah yang terjadi ketika tersedot oleh singularitas yang tak terelakkan. Misteri ini, yang disebut paradoks informasi lubang hitam, sangatlah penting, tetapi kita akan membahasnya nanti.
Apa itu bintang Planck?
Video promosi:
Bintang Planck mengandalkan apa yang dikenal sebagai hipotesis "pantulan besar"; menurut teori ini, alam semesta telah beradaptasi dengan siklus kematian dan kelahiran kembali yang tak berujung. Dengan kata lain, Big Bang belum tentu merupakan awal dari segalanya - hanya versi alam semesta ini. Sebelum kita, ada alam semesta lain: setelah ekspansi berlebihan, ia berkontraksi, runtuh, dan mulai lagi (sesuatu seperti reinkarnasi, hanya dalam skala kosmik).
Dipercayai bahwa rebound ini didahului oleh kontraksi, kebalikan dari Big Bang, ketika ekspansi alam semesta berhenti pada titik tertentu - khususnya, ketika kepadatan rata-rata ruang-waktu menjadi kritis. Setelah keruntuhan dimulai, semua materi yang ada harus berkontraksi menjadi kondisi super padat (mungkin sesuatu yang mirip dengan singularitas lubang hitam).
Rebound akan dimulai segera setelah materi dikompresi ke skala Planck; setidaknya itulah yang dikatakan teori itu. Para ilmuwan percaya bahwa jika kita mempertimbangkan kembali konsekuensi dari kemungkinan kompresi besar, kita, secara teori, dapat mempertimbangkan kembali perilaku lubang hitam.
Bagaimana jika, alih-alih inti supernova runtuh ke titik padat tak terhingga (singularitas) - menurut asumsi kita bahwa begitulah cara lubang hitam bermassa bintang terbentuk - keruntuhan ini dihentikan oleh "tekanan kuantum", yang terlihat seperti "mencegah elektron jatuh ke inti atom atom ".
Ide ini sendiri tidak terlalu absurd. Bagaimanapun, tekanan khusus - degenerasi neutron - dapat menghentikan runtuhnya sebuah bintang pada ambang massa tertentu (meninggalkan bintang neutron atau pulsar), sedangkan degenerasi elektron melakukan tugas yang sama untuk bintang yang menimbang berat Matahari kita.
Selain itu, efek kuantum yang mencegah materi runtuh hingga kepadatan tak terbatas, para ilmuwan yakin, dalam skala besar akan berarti bahwa pemantulan “tidak terjadi ketika alam semesta mencapai ukuran Planck, seperti yang diperkirakan sebelumnya; itu terjadi ketika kerapatan energi materi mencapai kerapatan Planck. Alam semesta "memantul" saat kepadatan energi materi mencapai skala Planck, ukuran terkecil yang mungkin dalam fisika."
"Dengan kata lain, gravitasi quantum mungkin menjadi relevan ketika volume alam semesta 75 kali lipat lebih besar daripada Planck," tulis penulis makalah yang diterbitkan di blok arXiv.
Mencari bintang Planck
Tentu saja, jika salah satu "objek" ini ada, ia akan menjadi sangat kecil (bahkan jika dibandingkan dengan atom), dengan diameter 10 ^ -10 sentimeter. Namun itu akan menjadi 30 kali lipat lebih besar dari panjang Planck (yaitu 1,61619926 x 10 ^ -35 meter).
Adapun bagaimana bintang Planck akan terlihat bagi pengamat, dan ini sangat menarik, faktor pelebaran waktu akan sangat jelas terlihat. Waktu, seiring berjalannya waktu, tidak berjalan sama untuk setiap orang. Alirannya berbeda di permukaan Bumi dan di orbit Bumi yang rendah, meskipun efeknya dapat diabaikan. Kecepatan waktu yang dibutuhkan bervariasi secara dramatis di sekitar bintang dan planet masif, serta di sekitar lubang hitam.
Sebelum cahaya melintasi horizon peristiwa, ia mulai merasakan dilatasi waktu. Kami tidak dapat memastikan tentang hal ini - kami bahkan tidak tahu apa yang terjadi di dalam lubang hitam - tetapi beberapa pemikir terbaik di dunia menyarankan bahwa waktu hampir sepenuhnya berhenti di situ. Tapi Anda tidak bisa melihatnya dari luar.
Jika ini sulit untuk dipahami, dan jika Anda pernah menonton film Interstellar, ingat episode dengan dunia air. (Peringatan spoiler). Karena kedekatannya dengan Gargantua - lubang hitam, lubang cacing yang dilewati tim - satu jam untuk orang di permukaan planet sama dengan puluhan tahun di tempat lain. Karena itu, dan terlepas dari kenyataan bahwa manusia pertama mendarat di planet ini sepuluh tahun sebelumnya, sangat mungkin astronot wanita hanya tinggal di sana selama beberapa jam sampai kelompok kedua tiba. Suarnya aktif, tetapi tidak ada transmisi yang diterima.
Meski begitu: bintang Planck mana pun dapat hidup hanya sesaat sebelum "pantulan": perkiraan "lamanya waktu yang dibutuhkan cahaya untuk mengatasinya". Tapi bagi pengamat luar, ia akan hidup jutaan atau bahkan milyaran tahun … terus ada di samping lubang hitam itu sendiri.
Lebih sedikit masalah
Pada titik ini, Anda mulai memahami dengan tepat apa yang dilihat fisikawan dalam model teoretis murni ini. Pada akhirnya, ia kembali ke lubang hitam dan paradoks informasi. Menurut para ilmuwan, jika kita mengganti singularitas dengan bintang Planck, paradoks ini tidak lagi menjadi masalah.
Mereka berpendapat bahwa setelah waktu X, lubang hitam, yang perlahan kehilangan massa selama masa hidupnya karena emisi bertahap radiasi Hawking, pada akhirnya akan bertabrakan dengan perluasan bintang Planck di intinya: pada titik tertentu, semua informasi yang disimpannya akan dirilis. …
Apa lagi? Para ilmuwan mengatakan bahwa bintang Planck dapat "menghasilkan sinyal yang dapat dideteksi, yang berasal dari gravitasi kuantum, dengan panjang gelombang sekitar 10-14 cm." Dengan kata lain, mungkin ada cara untuk menemukannya, atau setidaknya mempersempit rentang pencarian dengan melihat tanda tangan sinar gamma tertentu. Mungkin kami sudah menemukan tanda tangan seperti itu, hanya saja kami tidak mengetahuinya.
Ilya Khel
