→

Lubang hitam mungkin sedikit dipelajari karena mereka adalah objek populer di alam semesta. Banyak penulis fiksi ilmiah menggunakan gambar lubang hitam sebagai "penyedot debu" besar di kedalaman alam semesta, berusaha menyerap segala sesuatu yang ada di dekatnya. Mari kita coba melihat lubang hitam dari sudut pandang ilmiah.

Sedikit sejarah...

Untuk pertama kalinya, gagasan tentang benda semacam itu muncul di benak pendeta Inggris John Michell pada tahun 1784. Idenya adalah bahwa untuk benda dengan jari-jari 280,3 jari-jari matahari dan dengan kepadatan, kecepatan ruang kedua di permukaannya akan sama dengan kecepatan cahaya. Dengan demikian, cahaya tidak akan bisa meninggalkan tubuh ini, dan itu tidak akan terlihat. Namun, lubang hitam mulai dibahas secara serius hanya dengan munculnya teori tentang Einstein pada awal abad ke-20.

Pada artikel ini, kami tidak akan memberikan rumus matematika yang rumit, membatasi diri hanya pada rumus untuk jari-jari Schwarzschild:

dimana G adalah konstanta gravitasi dan c adalah kecepatan cahaya. Sebuah lubang hitam dengan massa sama dengan massa Bumi akan memiliki radius Schwarzschild 9 milimeter (yaitu, Bumi bisa menjadi lubang hitam jika seseorang bisa mengecilkannya ke ukuran itu). Untuk Matahari, radius Schwarzschild kira-kira 3 kilometer.

Dua fitur terpenting yang melekat pada lubang hitam adalah keberadaan cakrawala peristiwa dan singularitas, yang dipisahkan oleh cakrawala ini dari bagian alam semesta lainnya.

cakrawala peristiwa berada pada radius Schwarzschild, itu membatasi ruang di dalam lubang hitam. Informasi tentang peristiwa apa pun yang terjadi di luar cakrawala peristiwa di dalam lubang hitam tidak dapat melintasi cakrawala peristiwa.

Keganjilan- ini adalah wilayah di dalam lubang hitam, di mana solusi persamaan gravitasi tidak memiliki interpretasi fisik yang jelas. Dengan kata lain, para ilmuwan, dengan mengandalkan semua akumulasi pengalaman mereka, belum mampu memberikan jawaban yang jelas atas pertanyaan: apa yang terjadi di lubang hitam?

Bagaimana bisa jatuh ke lubang hitam?

Meskipun demikian, solusi persamaan relativitas khusus memberikan jawaban untuk pertanyaan yang sama menariknya: bagaimana jatuh ke dalam lubang hitam terjadi. Bagi seorang pengamat di dalam pesawat ruang angkasa yang menuju lubang hitam, kecepatannya relatif terhadap lubang hitam akan meningkat hingga kecepatan cahaya.

Bagi seorang pengamat yang jauh dari lubang hitam di titik pengamatannya, gambarannya akan sangat berbeda. Saat pesawat ruang angkasa mendekati lubang hitam, informasi darinya akan tiba di titik pengamatan dengan penundaan yang meningkat. Dari sudut pandang titik pengamatan, kecepatan kapal secara bertahap akan berkurang saat mendekati cakrawala peristiwa. Untuk mengatasi horizon peristiwa dan bersembunyi dari radar, menurut pengamatan pos pengamatan, akan memakan waktu tak terbatas.

Mari kita kembali ke pilot pesawat luar angkasa. Menurut jamnya sendiri, dia akan membutuhkan waktu yang cukup singkat sebelum melintasi cakrawala peristiwa. Namun, dia secara keseluruhan tidak ditakdirkan untuk menangkap acara ini. Faktanya adalah saat Anda mendekati lubang hitam, percepatan jatuh bebas akan meningkat. Ini juga akan meningkatkan heterogenitasnya. Di dekat cakrawala peristiwa, ia dapat mencapai ukuran sedemikian rupa sehingga ia tidak hanya dapat memecahkan kapal, tetapi juga memecah molekul menjadi atom.

Video berikut menunjukkan apa yang akan dilihat oleh pilot pesawat luar angkasa saat jatuh ke dalam lubang hitam.

Mari kita jelaskan istilahnya heterogenitas pada kasus ini. Bayangkan bahwa kita jatuh kaki ke dalam lubang hitam. Kemudian, misalnya, akselerasi 100 meter per detik persegi akan bekerja pada kaki, dan hanya 50 meter di kepala - sensasinya tidak akan terlalu menyenangkan. Di Bumi, heterogenitas seperti itu juga ada, tetapi sangat kecil sehingga tidak ada yang merasakannya. Perbedaan percepatan jatuh bebas untuk kaki dan kepala, mirip dengan contoh di atas, di Bumi kurang dari 1 juta meter per detik.

Ada pertimbangan teoretis dari berbagai jenis lubang hitam, terinfeksi dan tidak terinfeksi, berputar dan tidak berputar. Namun, hingga saat ini, objek ini masih hampir belum dijelajahi secara eksperimental. Dalam perjalanan pengamatan astronomi pada paruh kedua abad ke-20, para astronom menemukan beberapa objek yang, sampai taraf tertentu, memanifestasikan dirinya sebagai lubang hitam. Objek tersebut, misalnya, adalah beberapa dan inti dari beberapa

Metode untuk pembentukan lubang hitam

Menurut konsep modern, ada empat cara untuk membentuk lubang hitam:

• Keruntuhan gravitasi bintang yang cukup masif pada tahap akhir evolusinya.
• Runtuhnya bagian tengah Galaxy. Misalnya, di pusat Galaksi kita ada lubang hitam Sagitarius A* dengan massa 3,7 massa matahari. Metode ini mirip dengan yang sebelumnya, dengan satu-satunya perbedaan bahwa bintang tidak terbentuk, seperti yang biasanya terjadi pada kompresi gravitasi gas antarbintang. Massa gas begitu besar sehingga kompresi terjadi segera sebelum pembentukan lubang hitam.
• Pembentukan lubang hitam pada saat ini, sebagai akibat dari fluktuasi medan gravitasi atau materi.
• Munculnya lubang hitam dalam reaksi nuklir pada energi tinggi - lubang hitam kuantum.

Lubang hitam adalah objek yang begitu kompleks dan misterius sehingga para ilmuwan akan memeras otak mereka selama bertahun-tahun untuk mencoba memahami sifatnya.

Ilmu

Apa yang disembunyikan lubang hitam? Dapatkah Anda melihat mereka? Bisakah mereka menjadi pintu masuk ke dimensi dan dunia lain? Dan apa yang bisa terjadi jika Anda jatuh ke dalam lubang hitam? Akankah kita bisa menemukan semua rahasia mereka?

Kita hanya bisa menebak tentang banyak hal, tetapi ada hal-hal yang sudah diketahui. Kami mengundang Anda untuk mempelajari lebih lanjut tentang lubang hitam misterius yang akan meniup pikiran Anda.

1) Pembentukan lubang hitam

Sebuah lubang hitam lahir ketika sebuah bintang besar mulai kehabisan bahan bakar dan mulai runtuh karena gravitasinya sendiri.

Bintang seperti itu berubah menjadi bintang katai putih atau bintang neutron, tetapi jika bintangnya sangat masif, ia dapat terus menyusut dan akhirnya mencapai ukuran atom kecil, yang disebut pusat lubang hitam.

2) Massa lubang hitam

Massa bintang terkompresi ini begitu besar, dan gravitasi pusatnya begitu kuat sehingga, menurut teori relativitas umum Einstein, ia benar-benar dapat membengkokkan ruang-waktu di sekitarnya, dan bahkan cahaya pun tidak dapat melarikan diri darinya.

Batas di mana cahaya tidak dapat melarikan diri disebut cakrawala peristiwa, dan jarak dari pusat ke cakrawala peristiwa adalah radius gravitasi atau radius Schwarzschild.

3) Teori lubang hitam

Begitu partikel dan sinar matahari melintasi cakrawala peristiwa, mereka menuju ke pusat, tidak pernah terlihat lagi.

4) Benda-benda aneh di alam semesta

Untuk pengamat luar dengan teleskop, tampaknya sebuah objek yang melewati cakrawala peristiwa mulai melambat dan membeku dan tidak melewati batas ini sama sekali. Seiring waktu, cahaya menjadi lebih merah dan lebih redup, dan panjang gelombangnya lebih panjang, akhirnya menghilang dari pandangan, menjadi radiasi infra merah dan kemudian gelombang radio.

5) Jatuh ke dalam lubang hitam

Jika seseorang bisa berada di lubang hitam, sadar dan dapat kembali dari sana, dia akan mengatakan bahwa pada awalnya dia mengalami perasaan tanpa bobot, seolah-olah dia jatuh bebas, tetapi kemudian dia akan merasakan kekuatan tarik yang sangat kuat. , dia akan diseret lebih dekat ke pusat lubang hitam.

Semakin dekat ke pusat, semakin kuat gravitasi, oleh karena itu, jika kakinya lebih dekat ke pusat daripada kepalanya, dia akan mulai sangat teregang dan akhirnya terkoyak.

Selama musim gugur, dia akan melihat gambar yang terdistorsi, seolah-olah cahaya menyelimuti dirinya, dan dia juga akan melihat cahaya dari luar lubang hitam menuju ke dalam.

6) Gaya gravitasi lubang hitam

Penting untuk dipahami bahwa medan gravitasi lubang hitam persis sama dengan benda-benda lain di ruang angkasa yang memiliki massa yang sama. Dengan kata lain, lubang hitam menarik objek ke arah mereka dengan cara yang sama seperti bintang biasa, yaitu, semua objek yang berada di dekat cakrawala peristiwa jatuh ke dalamnya.

7) Lubang cacing

Lubang cacing dalam teori adalah terowongan dalam ruang-waktu, yang memungkinkan Anda untuk pergi jauh dari satu ujung alam semesta ke ujung lainnya. Namun, benda-benda ini ternyata sangat mirip dengan lubang hitam dari luar.

8) Siapa yang menemukan lubang hitam di alam semesta?

John Michell(1783) dan Pierre-Simon Laplace(1796) pertama kali mengusulkan konsep "bintang gelap" atau benda-benda yang, ketika ditekan, memiliki gaya tarik-menarik yang begitu kuat sehingga kecepatan lepas di dekatnya akan melebihi kecepatan cahaya.

Istilah selanjutnya "bintang beku" telah digunakan untuk menggambarkan fase terakhir dari keruntuhan gravitasi sebuah bintang, ketika cahaya tidak dapat lepas dari permukaannya, sehingga bintang tersebut tampak membeku pada waktunya bagi pengamat.

Pada abad ke-20, fisikawan John Wheeler diusulkan untuk memberi nama objek-objek ini "lubang hitam", karena mereka menyerap semua partikel cahaya yang ada di dekatnya, sehingga mereka tidak dapat memantulkan apa pun.

Hak cipta gambar Thinkstock

Mungkin Anda berpikir bahwa seseorang yang telah jatuh ke dalam lubang hitam sedang menunggu kematian instan. Kenyataannya, nasibnya mungkin jauh lebih mengejutkan, kata koresponden.

Apa yang akan terjadi pada Anda jika Anda jatuh ke dalam lubang hitam? Mungkin Anda berpikir bahwa Anda akan dihancurkan - atau, sebaliknya, dicabik-cabik? Namun pada kenyataannya, semuanya jauh lebih asing.

Saat Anda jatuh ke dalam lubang hitam, kenyataan akan terbelah menjadi dua. Dalam satu kenyataan, Anda akan langsung dibakar, di sisi lain, Anda akan menyelam jauh ke dalam lubang hitam hidup-hidup dan tidak terluka.

Di dalam lubang hitam, hukum fisika yang kita kenal tidak berlaku. Menurut Albert Einstein, gravitasi membelokkan ruang. Jadi, dengan adanya objek dengan kepadatan yang cukup, kontinum ruang-waktu di sekitarnya dapat berubah bentuk sedemikian rupa sehingga sebuah lubang terbentuk dalam kenyataan itu sendiri.

Sebuah bintang masif yang telah menghabiskan semua bahan bakarnya dapat berubah menjadi jenis materi superpadat yang diperlukan untuk munculnya bagian alam semesta yang melengkung seperti itu. Sebuah bintang yang runtuh karena beratnya sendiri menyeret sepanjang kontinum ruang-waktu di sekitarnya. Medan gravitasi menjadi sangat kuat sehingga bahkan cahaya tidak dapat lepas darinya. Akibatnya, wilayah di mana bintang itu sebelumnya menjadi benar-benar hitam - inilah lubang hitamnya.

Hak cipta gambar Thinkstock Keterangan gambar Tidak ada yang benar-benar tahu apa yang terjadi di dalam lubang hitam.

Permukaan luar lubang hitam disebut cakrawala peristiwa. Ini adalah batas bola di mana keseimbangan tercapai antara kekuatan medan gravitasi dan upaya cahaya yang mencoba melarikan diri dari lubang hitam. Jika Anda melintasi cakrawala peristiwa, tidak mungkin untuk melarikan diri.

Cakrawala peristiwa memancarkan energi. Karena efek kuantum, aliran partikel panas memancar ke Semesta muncul di atasnya. Fenomena ini disebut radiasi Hawking - untuk menghormati fisikawan teoretis Inggris Stephen Hawking yang menggambarkannya. Terlepas dari kenyataan bahwa materi tidak dapat lepas dari cakrawala peristiwa, lubang hitam, bagaimanapun, "menguap" - seiring waktu, ia akhirnya akan kehilangan massanya dan menghilang.

Saat kita bergerak lebih dalam ke lubang hitam, ruang-waktu terus melengkung dan menjadi melengkung tak terhingga di tengahnya. Titik ini dikenal sebagai singularitas gravitasi. Ruang dan waktu tidak lagi memiliki arti apa pun di dalamnya, dan semua hukum fisika yang kita ketahui, untuk deskripsi yang diperlukan kedua konsep ini, tidak lagi berlaku.

Tidak ada yang tahu apa yang sebenarnya menunggu seseorang yang telah jatuh ke pusat lubang hitam. Alam semesta lain? Pelupaan? Dinding belakang rak buku, seperti di film fiksi ilmiah Amerika "Interstellar"? Itu adalah misteri.

Mari kita bernalar - menggunakan contoh Anda - tentang apa yang terjadi jika Anda secara tidak sengaja jatuh ke dalam lubang hitam. Dalam eksperimen ini, Anda akan ditemani oleh seorang pengamat luar - sebut saja dia Anna. Jadi Anna, pada jarak yang aman, melihat dengan ngeri saat Anda mendekati tepi lubang hitam. Dari sudut pandangnya, peristiwa akan berkembang dengan cara yang sangat aneh.

Saat Anda semakin dekat ke cakrawala peristiwa, Anna akan melihat Anda meregangkan panjang dan lebarnya menyempit, seolah-olah dia sedang memeriksa Anda melalui kaca pembesar raksasa. Selain itu, semakin dekat Anda terbang ke cakrawala peristiwa, semakin Anna akan merasa bahwa kecepatan Anda menurun.

Hak cipta gambar Thinkstock Keterangan gambar Di pusat lubang hitam, ruang melengkung tanpa batas.

Anda tidak akan dapat meneriaki Anna (karena tidak ada suara yang ditransmisikan dalam ruang hampa), tetapi Anda dapat mencoba memberi sinyal padanya dalam kode Morse menggunakan senter iPhone Anda. Namun, sinyal Anda akan mencapainya pada interval yang meningkat, dan frekuensi cahaya yang dipancarkan oleh senter akan bergeser ke bagian spektrum merah (panjang gelombang panjang). Begini tampilannya: "Urutan, urut, urut, urut...".

Saat Anda mencapai cakrawala peristiwa, dari sudut pandang Anna, Anda akan membeku di tempat, seolah-olah seseorang menghentikan pemutaran. Anda akan tetap tidak bergerak, membentang di permukaan cakrawala peristiwa, dan panas yang terus meningkat akan mulai mengambil alih Anda.

Dari sudut pandang Anna, Anda akan perlahan terbunuh oleh peregangan ruang, penghentian waktu, dan panasnya radiasi Hawking. Sebelum Anda melintasi cakrawala peristiwa dan jauh ke kedalaman lubang hitam, Anda akan ditinggalkan dengan abu.

Tetapi jangan buru-buru memesan layanan peringatan - mari lupakan Anna sejenak dan lihat pemandangan mengerikan ini dari sudut pandang Anda. Dan dari sudut pandang Anda, sesuatu yang lebih aneh akan terjadi, yaitu, sama sekali tidak ada yang istimewa.

Anda terbang langsung ke salah satu titik paling menyeramkan di alam semesta tanpa mengalami goncangan sedikit pun - belum lagi peregangan ruang, pelebaran waktu, atau panas radiasi. Ini karena Anda sedang jatuh bebas dan karena itu tidak merasakan berat badan Anda - inilah yang disebut Einstein sebagai "ide terbaik" dalam hidupnya.

Memang, cakrawala peristiwa bukanlah dinding bata di ruang angkasa, tetapi sebuah fenomena yang dikondisikan oleh sudut pandang pengamat. Seorang pengamat yang tetap berada di luar lubang hitam tidak dapat melihat ke dalam melalui cakrawala peristiwa, tetapi itu adalah masalahnya, bukan milik Anda. Dari sudut pandang Anda, tidak ada cakrawala.

Jika dimensi lubang hitam kita lebih kecil, Anda akan benar-benar mengalami masalah - gravitasi akan bekerja pada tubuh Anda secara tidak merata, dan Anda akan ditarik ke dalam pasta. Tapi untungnya bagi Anda, lubang hitam ini besar - jutaan kali lebih masif dari Matahari, jadi gaya gravitasinya cukup lemah sehingga bisa diabaikan.

Hak cipta gambar Thinkstock Keterangan gambar Anda tidak bisa kembali dan keluar dari lubang hitam, sama seperti tidak ada dari kita yang bisa kembali ke masa lalu.

Di dalam lubang hitam yang cukup besar, Anda bahkan dapat menjalani sisa hidup Anda secara normal sampai Anda mati dalam singularitas gravitasi.

Anda mungkin bertanya, seberapa normal kehidupan seseorang, bertentangan dengan keinginan mereka, ditarik ke dalam lubang dalam kontinum ruang-waktu tanpa ada kesempatan untuk keluar?

Tetapi jika Anda memikirkannya, kita semua tahu perasaan ini - hanya dalam kaitannya dengan waktu, dan bukan dengan ruang. Waktu hanya berjalan maju dan tidak pernah mundur, dan itu benar-benar menyeret kita di luar kehendak kita, meninggalkan kita tidak ada kesempatan untuk kembali ke masa lalu.

Ini bukan sekedar analogi. Lubang hitam membengkokkan kontinum ruang-waktu sedemikian rupa sehingga di dalam cakrawala peristiwa, waktu dan ruang terbalik. Dalam arti tertentu, bukan ruang yang menarik Anda ke singularitas, tetapi waktu. Anda tidak dapat kembali dan keluar dari lubang hitam, sama seperti tidak ada dari kita yang dapat melakukan perjalanan ke masa lalu.

Mungkin sekarang Anda bertanya-tanya ada apa dengan Anna. Anda terbang ke ruang kosong lubang hitam dan Anda baik-baik saja, dan dia berduka atas kematian Anda, mengklaim bahwa Anda dibakar oleh radiasi Hawking dari luar cakrawala peristiwa. Apakah dia berhalusinasi?

Nyatanya, pernyataan Anna benar sekali. Dari sudut pandangnya, Anda memang digoreng di cakrawala peristiwa. Dan itu bukan ilusi. Anna bahkan dapat mengumpulkan abu Anda dan mengirimkannya ke keluarga Anda.

Hak cipta gambar Thinkstock Keterangan gambar Cakrawala peristiwa bukanlah dinding bata, itu permeabel

Faktanya adalah, menurut hukum fisika kuantum, dari sudut pandang Anna, Anda tidak dapat melintasi cakrawala peristiwa dan harus tetap berada di luar lubang hitam, karena informasi tidak pernah hilang secara permanen. Setiap informasi yang bertanggung jawab atas keberadaan Anda harus tetap berada di permukaan luar cakrawala peristiwa - jika tidak, dari sudut pandang Anna, hukum fisika akan dilanggar.

Di sisi lain, hukum fisika juga mengharuskan Anda terbang melalui cakrawala peristiwa hidup-hidup dan tidak terluka, tanpa menemui partikel panas atau fenomena tidak biasa lainnya di jalan Anda. Jika tidak, teori relativitas umum akan dilanggar.

Jadi, hukum fisika ingin Anda berada di luar lubang hitam (sebagai tumpukan abu) dan di dalamnya (aman dan sehat) pada saat yang bersamaan. Dan satu poin penting lagi: menurut prinsip umum mekanika kuantum, informasi tidak dapat dikloning. Anda harus berada di dua tempat pada waktu yang sama, tetapi hanya dalam satu contoh.

Fisikawan menyebut fenomena paradoks semacam itu sebagai istilah "hilangnya informasi dalam lubang hitam". Untungnya, di tahun 1990-an ilmuwan berhasil memecahkan paradoks ini.

Fisikawan Amerika Leonard Susskind menyadari bahwa sebenarnya tidak ada paradoks, karena tidak ada yang akan melihat kloning Anda. Anna akan menonton salah satu spesimen Anda, dan Anda akan menonton yang lain. Anda dan Anna tidak akan pernah bertemu lagi dan Anda tidak akan bisa membandingkan pengamatan. Dan tidak ada pengamat ketiga yang bisa mengawasi Anda baik dari luar maupun dari dalam lubang hitam pada saat yang bersamaan. Dengan demikian, hukum fisika tidak dilanggar.

Kecuali jika Anda ingin tahu mana dari contoh Anda yang nyata dan mana yang tidak. Apakah Anda benar-benar hidup atau mati?

Hak cipta gambar Thinkstock Keterangan gambar Akankah orang itu terbang melalui cakrawala peristiwa tanpa cedera, atau menabrak dinding api?

Masalahnya, tidak ada "kenyataan". Realitas tergantung pada pengamat. Ada "benar-benar" dari sudut pandang Anna dan "sangat" dari sudut pandang Anda. Itu saja.

Hampir semua. Pada musim panas 2012, fisikawan Ahmed Almheiri, Donald Marolph, Joe Polchinski, dan James Sully, yang secara kolektif dikenal dengan nama belakang mereka sebagai AMPS, mengusulkan eksperimen pemikiran yang mengancam pemahaman kita tentang lubang hitam.

Menurut para ilmuwan, resolusi kontradiksi yang diusulkan oleh Süsskind didasarkan pada fakta bahwa ketidaksepakatan dalam penilaian tentang apa yang terjadi antara Anda dan Anna dimediasi oleh cakrawala peristiwa. Tidak masalah jika Anna benar-benar melihat salah satu dari dua spesimen Anda mati dalam api radiasi Hawking, karena cakrawala peristiwa mencegahnya melihat spesimen kedua Anda terbang jauh ke dalam lubang hitam.

Tetapi bagaimana jika Anna memiliki cara untuk mengetahui apa yang terjadi di sisi lain cakrawala peristiwa tanpa melintasinya?

Relativitas umum memberi tahu kita bahwa ini tidak mungkin, tetapi mekanika kuantum sedikit mengaburkan aturan yang sulit. Anna bisa saja mengintip melampaui cakrawala peristiwa dengan apa yang disebut Einstein sebagai "aksi jarak jauh yang menakutkan".

Kita berbicara tentang belitan kuantum - sebuah fenomena di mana keadaan kuantum dari dua atau lebih partikel yang dipisahkan oleh ruang, secara misterius menjadi saling bergantung. Partikel-partikel ini sekarang membentuk satu kesatuan yang utuh dan tidak dapat dibagi, dan informasi yang diperlukan untuk menggambarkan keseluruhan ini tidak terkandung dalam partikel ini atau itu, tetapi dalam hubungan di antara mereka.

Ide yang dikemukakan oleh AMPS adalah sebagai berikut. Misalkan Anna mengambil partikel di dekat cakrawala peristiwa - sebut saja partikel A.

Jika versinya tentang apa yang terjadi pada Anda benar, yaitu, Anda terbunuh oleh radiasi Hawking di luar lubang hitam, maka partikel A harus saling berhubungan dengan partikel lain, B, yang juga harus berada di luar peristiwa. cakrawala.

Hak cipta gambar Thinkstock Keterangan gambar Lubang hitam dapat menarik materi dari bintang terdekat

Jika visi Anda tentang peristiwa sesuai dengan kenyataan, dan Anda hidup dan sehat di dalam, maka partikel A harus saling berhubungan dengan partikel C, yang terletak di suatu tempat di dalam lubang hitam.

Keindahan teori ini adalah bahwa setiap partikel hanya dapat saling berhubungan dengan satu partikel lainnya. Ini berarti bahwa partikel A terhubung baik ke partikel B atau ke partikel C, tetapi tidak dengan keduanya pada saat yang bersamaan.

Jadi Anna mengambil partikel A-nya dan menjalankannya melalui mesin decoding keterjeratannya, yang memberikan jawaban apakah partikel ini terkait dengan partikel B atau partikel C.

Jika jawabannya adalah C, sudut pandang Anda telah berlaku melanggar hukum mekanika kuantum. Jika partikel A terhubung ke partikel C, yang berada di kedalaman lubang hitam, maka informasi yang menggambarkan saling ketergantungan mereka selamanya hilang dari Anna, yang bertentangan dengan hukum kuantum, yang menurutnya informasi tidak pernah hilang.

Jika jawabannya B, maka, bertentangan dengan prinsip relativitas umum, Anna benar. Jika partikel A terikat pada partikel B, Anda benar-benar telah dibakar oleh radiasi Hawking. Alih-alih terbang melalui cakrawala peristiwa, seperti yang diminta relativitas, Anda menabrak dinding api.

Jadi kita kembali ke pertanyaan yang kita mulai - apa yang terjadi pada seseorang yang masuk ke dalam lubang hitam? Apakah itu akan terbang melalui cakrawala peristiwa tanpa cedera berkat kenyataan yang secara mengejutkan bergantung pada pengamat, atau akan menabrak dinding api ( hitamlubangfirewall, jangan bingung dengan istilah komputerfirewall, "firewall", perangkat lunak yang melindungi komputer Anda di jaringan dari penyusupan yang tidak sah - Ed.)?

Tidak ada yang tahu jawaban atas pertanyaan ini, salah satu masalah paling kontroversial dalam fisika teoretis.

Selama lebih dari 100 tahun, para ilmuwan telah mencoba untuk mendamaikan prinsip-prinsip relativitas umum dan fisika kuantum, dengan harapan bahwa pada akhirnya satu atau yang lain akan menang. Penyelesaian paradoks "dinding api" harus menjawab pertanyaan prinsip mana yang berlaku dan membantu fisikawan menciptakan teori yang komprehensif.

Hak cipta gambar Thinkstock Keterangan gambar Atau mungkin lain kali mengirim Anna ke lubang hitam?

Solusi untuk paradoks hilangnya informasi mungkin terletak pada mesin pengurai kata Anna. Sangat sulit untuk menentukan dengan partikel lain partikel A mana yang saling berhubungan. Fisikawan Daniel Harlow dari Universitas Princeton di New Jersey dan Patrick Hayden, sekarang di Universitas Stanford di California di California, bertanya-tanya berapa lama waktu yang dibutuhkan.

Pada tahun 2013, mereka menghitung bahwa bahkan dengan komputer tercepat yang mungkin menurut hukum fisika, Anna akan membutuhkan waktu yang sangat lama untuk menguraikan hubungan antar partikel - begitu lama sehingga pada saat dia mendapatkan jawabannya , lubang hitam akan menguap dahulu kala.

Jika demikian, kemungkinan Anna sama sekali tidak ditakdirkan untuk mengetahui sudut pandang siapa yang benar. Dalam hal ini, kedua cerita akan tetap benar pada saat yang sama, realitas akan tetap bergantung pada pengamat, dan tidak ada hukum fisika yang akan dilanggar.

Selain itu, hubungan antara perhitungan yang sangat kompleks (yang tampaknya tidak mampu dilakukan oleh pengamat kita) dan kontinum ruang-waktu dapat mendorong fisikawan ke beberapa refleksi teoretis baru.

Jadi, lubang hitam bukan hanya objek berbahaya dalam perjalanan ekspedisi antarbintang, tetapi juga laboratorium teoretis di mana variasi sekecil apa pun dalam hukum fisika tumbuh sedemikian rupa sehingga tidak dapat lagi diabaikan.

Jika sifat sebenarnya dari realitas terletak di suatu tempat, tempat terbaik untuk mencarinya adalah di lubang hitam. Tapi sementara kami tidak memiliki pemahaman yang jelas tentang seberapa aman cakrawala peristiwa bagi manusia, lebih aman untuk menonton pencarian dari luar. Dalam kasus ekstrim, Anda dapat mengirim Anna ke dalam lubang hitam lain kali - sekarang giliran dia.

Interpretasi seniman tentang bagaimana sebuah bintang melintasi cakrawala peristiwa lubang hitam supermasif pusat

Lubang hitam dicirikan oleh gravitasi yang sangat kuat, bahkan tidak memancarkan cahaya. Cakrawala peristiwa terkonsentrasi di sekitarnya. Cukup untuk melewati "garis" ini dan Anda akan hancur. Semua orang tahu tentang ini, tetapi keberadaan "garis" seperti itu belum terbukti.

Jadi para ilmuwan memutuskan untuk melakukan percobaan. Diyakini bahwa lubang hitam supermasif berada di pusat semua galaksi besar. Namun ada juga yang berpendapat objek lain. Ini adalah sesuatu yang supermasif yang tidak biasa yang berhasil menghindari keruntuhan dan singularitas. Ini juga memiliki cakrawala peristiwa di sekitarnya.

Jika singularitas tidak memiliki luas permukaan, maka benda tersebut memiliki benda padat. Karena itu, bintang tidak akan jatuh ke dalam lubang hitam, tetapi akan pecah di permukaan.

Ini adalah bola besar besar di pusat galaksi. Kami melihat sebuah bintang menabrak permukaan padat dan menyebarkan puing-puing

Untuk mengungkap keaslian teori, para ilmuwan telah datang dengan tes baru. Intinya adalah untuk menentukan apa itu permukaan padat. Ini akan membantu untuk memecahkan masalah dengan cakrawala peristiwa.

Pertama-tama, mereka menemukan bahwa ketika sebuah benda menyentuh permukaan padat, gas bintang akan menyelimutinya dan bersinar selama beberapa bulan atau tahun. Teleskop harus mengambilnya. Ketika para ilmuwan menyadari apa yang perlu ditemukan, mereka mengkonfirmasi argumen mereka.

Mereka memperkirakan kecepatan bintang jatuh ke lubang hitam. Untuk ini, hanya yang paling masif yang dipertimbangkan, yang massanya melebihi massa matahari sebanyak 100 juta kali. Ternyata ada sekitar satu juta benda seperti itu pada jarak beberapa miliar tahun dari kita.

Kemudian saya harus melihat data arsip teleskop Pan-STARRS 1,8 meter, yang telah menjelajahi belahan bumi utara selama 3,5 tahun untuk "cahaya sementara". Jika asumsinya benar, maka dengan mempertimbangkan semua data, teleskop seharusnya mengidentifikasi 9-10 peristiwa semacam itu.

Dan... dia tidak menemukan apapun.

Ternyata semua lubang hitam pasti memiliki horizon peristiwa. Jadi Einstein benar lagi. Sekarang tim sedang mencoba meningkatkan pengujian dan mengujinya pada Teleskop Survei Sinoptik Besar 8,4 meter, yang lebih sensitif.

Baca: 0

Paradoks informasi lubang hitam telah membingungkan para ilmuwan selama beberapa dekade. Misteri ini telah memicu perdebatan yang tak terhitung jumlahnya tentang apa yang sebenarnya terjadi setelah Anda jatuh ke dalam lubang hitam. Untuk membuat paradoks ini lebih mudah dipahami, mari kita lihat contoh Lucy yang hipotetis. Anda menerbangkan diri Anda dengan Lucy ke dalam lubang hitam, dan pada detik terakhir dia memutuskan untuk tidak sampai di sana. Mereka memutuskan untuk tetap di sela-sela dan melihat apa yang terjadi pada Anda selanjutnya. Lucy melihat bahwa saat Anda mendekati lubang hitam, tubuh Anda mulai meregang perlahan, dan akhirnya terpecah menjadi atom. Dia berpikir bahwa kamu sudah mati, dan terima kasih takdir karena tidak mendengarkan kamu dan tidak mengikuti kamu.

Tapi tunggu. Lagi pula, ini bukan bagaimana cerita berakhir. Faktanya, Anda tetap hidup dan terus tenggelam semakin dalam ke lubang hitam tak terhingga. Apa yang terjadi pada Anda selanjutnya bukanlah inti dari pertanyaan kami. Hal yang paling menarik adalah Anda akan bertahan hidup meskipun Lucy melihat Anda mati.

Bagaimana ini mungkin? Ini adalah contoh paradoks informasi lubang hitam. Itu bukan ilusi, dan Lucy tidak kehilangan akal sehatnya. Inilah yang benar-benar mungkin. Setidaknya secara teori. Lubang hitam adalah tempat di mana hukum fisika yang kita ketahui tidak berlaku. Menurut salah satu asumsi, ketika Anda memasuki lubang hitam, kenyataan bagi Anda dan Lucy akan terbagi menjadi dua bagian.

spagetifikasi

Menurut hipotesis lain, segera setelah Anda melintasi batas cakrawala peristiwa lubang hitam, Anda akan mulai mengalami peregangan kuat di bawah pengaruh gravitasi. Saat jatuh ke tengah lubang hitam, gaya akan bekerja pada tubuh Anda, yang pada akhirnya akan merobek Anda menjadi potongan-potongan kecil (bahkan partikel).

Terlebih lagi, jika Anda jatuh ke dalam lubang hitam dengan kepala terlebih dahulu, itu akan sangat jauh dari tubuh Anda sehingga Anda akan mulai terlihat seperti spageti. Intinya adalah perbedaan akselerasi saat jatuh karena gravitasi, yang akan mempengaruhi kepala dan kaki Anda. Perbedaan ini sangat besar sehingga Anda akan meregang seperti spageti atau mie. Karena itu, istilah spaghettification pun muncul.

Distorsi cahaya, ruang dan waktu

Hal pertama yang diperhatikan siapa pun sebelum jatuh ke cakrawala peristiwa lubang hitam adalah betapa berbedanya cahaya, ruang, dan waktu. Segera setelah Anda masuk ke dalam, hukum fisika yang dikenal akan berhenti ada untuk Anda, dan kekuatan yang sama sekali berbeda akan mulai berlaku.

Tingkat gravitasi tak terbatas yang dihasilkan oleh singularitas di pusat lubang hitam dapat membelokkan ruang, membalikkan waktu, dan mengubah cahaya tanpa bisa dikenali. Karena itu, persepsi Anda tentang apa yang terjadi sekarang akan benar-benar berbeda dari apa yang terjadi sebelum Anda memasuki cakrawala peristiwa. Tentu saja, ini akan berlangsung tepat sampai saat ketika Anda benar-benar terserap oleh kegelapan tanpa akhir dan tidak lagi dapat melihat apa pun.

Perjalanan waktu

Fisikawan terhebat, seperti Einstein dan Hawking, pernah berteori bahwa perjalanan ke masa depan akan mungkin dilakukan dengan mengeksploitasi hukum internal lubang hitam. Seperti disebutkan sebelumnya, hukum fisika biasa di dalam lubang hitam berhenti bekerja, dan hukum yang sama sekali berbeda mengambil peran utama. Salah satu hal yang membuat lubang hitam berbeda dari dunia kita adalah bagaimana waktu berlalu di dalamnya.

Gravitasi di dalam lubang hitam sangat kuat sehingga tidak hanya dapat membengkokkan ruang, tetapi juga waktu. Mengingat hal ini, dapat diasumsikan bahwa pelengkungan waktu membuka kemungkinan perjalanan di dalamnya. Jika kita dapat belajar memanfaatkan perbedaan mencolok antara ruang di dalam dan di luar cakrawala peristiwa, maka, sangat mungkin, karena pelebaran waktu gravitasi, kita dapat melakukan perjalanan ke masa depan, di mana Anda akan tetap muda, sementara teman-teman Anda sudah menjadi tua.

Tentu saja, kita tidak boleh lupa bahwa kita belum menemukan tidak hanya cara untuk melakukan perjalanan melalui lubang hitam, kita bahkan tidak tahu bagaimana mencapainya dan, yang lebih penting, bertahan dari semua ini.

Tidak ada yang akan terjadi padamu

Jika suatu hari kita memiliki pilihan lubang hitam mana yang akan dilalui, maka kemungkinan besar kita harus memilih lubang hitam supermasif atau lubang hitam Kerr.

Jika kita bisa sampai ke lubang hitam di pusat galaksi kita, yang berjarak sekitar 25.000 tahun cahaya dan sekitar 4,3 juta kali lebih besar dari Matahari kita, maka kita mungkin dapat melakukannya dengan cara yang benar-benar aman bagi kita. kesehatan melewatinya. Konsep dari ide ini adalah bahwa gaya gravitasi lubang, yang mempengaruhi siapa pun yang ingin jatuh ke dalamnya, akan sangat kecil karena fakta bahwa cakrawala peristiwa terletak lebih jauh dari pusat lubang hitam. Dengan cara ini, Anda dapat tetap hidup di dalam cakrawala peristiwa dan mati hanya karena kelaparan dan dehidrasi, dan mungkin karena Anda akhirnya jatuh ke dalam singularitas. Di sini Anda dapat bertaruh pada apa yang akan terjadi lebih dulu, karena belum ada jawaban yang lebih akurat.

Selain itu, secara teori dimungkinkan untuk tetap hidup dan menjalani sisa hidup Anda di dalam lubang hitam Kerr, yang merupakan jenis lubang hitam yang benar-benar unik, teori yang pertama kali diajukan pada tahun 1963 oleh ahli matematika dan astrofisika Selandia Baru Roy Kerr . Kemudian dia menyarankan bahwa jika lubang hitam terbentuk dari bintang-bintang neutron biner yang sekarat, maka akan mungkin untuk masuk ke dalam lubang hitam seperti itu sepenuhnya tanpa cedera, karena gaya sentrifugal akan mencegah munculnya singularitas di pusatnya. Tidak adanya singularitas di pusat lubang hitam, pada gilirannya, berarti Anda tidak perlu takut akan gaya gravitasi tak terbatas dan dapat bertahan hidup.

Menurut Einstein, sampai akhir Anda tidak akan mengerti apa yang sedang terjadi

Einstein menyarankan bahwa jika Anda mencapai tingkat jatuh bebas tertentu, maka Anda dapat membatalkan efek (atau bahkan lebih tepatnya persepsi) gaya gravitasi. Ini berarti bahwa jika seseorang yang jatuh bebas berhenti merasakan beratnya sendiri, segala sesuatu yang dilemparkan ke dalam lubang hitam bersamanya tidak akan tampak jatuh. Sebaliknya, sepertinya dia akan melambung.

Einstein mengembangkan ide ini dan menurunkannya dari teori relativitas umum yang terkenal di dunia, mungkin idenya yang paling sukses. Dan mungkin ini akan menjadi pemikiran yang paling membahagiakan bagi Anda jika Anda jatuh ke dalam lubang hitam. Bahkan jika Anda jatuh ke dalam Tuhan yang tahu apa, Anda masih tidak akan dapat memahami bahwa Anda jatuh sampai Anda jatuh ke dalam singularitas. Namun, jika saat ini seseorang dapat melihat Anda dari samping, maka mereka pasti akan melihat bahwa Anda sedang jatuh. Semua ini berkaitan dengan persepsi. Apa pun yang mengelilingi Anda akan jatuh relatif terhadap Anda (dan sebagai akibatnya Anda tidak akan dapat memahami bahwa Anda sedang jatuh), sedangkan untuk semua orang yang akan mengikuti Anda, ini tidak akan terjadi.

lubang putih

Diketahui bahwa lubang hitam pada akhirnya benar-benar menyerap segala sesuatu yang jatuh ke cakrawala peristiwanya. Bahkan cahaya pun tidak bisa lepas dari nasib tragis. Apa yang kurang diketahui adalah apa yang terjadi pada semua partikel terkutuk ini lebih lanjut. Menurut satu teori, segala sesuatu yang masuk ke lubang hitam dari satu ujung akan keluar dari ujung yang lain. Dan ujung kedua inilah yang disebut lubang putih.

Tentu saja, belum ada yang melihat lubang putih (dan juga lubang hitam, sejujurnya. Kita tahu keberadaannya hanya karena pengaruh gravitasinya yang kuat), jadi tidak ada yang bisa memastikan dengan pasti apakah mereka benar-benar putih. Namun, alasan mereka disebut demikian adalah karena lubang putih adalah kebalikan dari lubang hitam. Alih-alih menyerap segala sesuatu di sekitar mereka, mereka, sebaliknya, memuntahkan semua yang ada di dalamnya. Dan seperti dalam kasus lubang hitam, dari mana Anda tidak dapat melarikan diri jika Anda masuk ke cakrawala peristiwanya, begitu juga dengan lubang putih. Sebaliknya: Anda tidak akan bisa masuk ke dalamnya.

Singkatnya: lubang putih memuntahkan semua yang dikonsumsi oleh lubang hitam ke alam semesta alternatif. Teori ini, sampai batas tertentu, membuat fisikawan mempertimbangkan kemungkinan bahwa lubang putih adalah dasar penciptaan alam semesta kita seperti yang kita kenal. Dan jika Anda pernah jatuh ke dalam lubang hitam dan entah bagaimana bertahan dan dapat keluar dari sisi lain melalui lubang putih di alam semesta alternatif, maka Anda tidak akan pernah bisa kembali ke alam semesta kita.

Anda akan mengikuti sejarah perkembangan alam semesta

Seperti disebutkan sebelumnya, ada kemungkinan lubang hitam tanpa singularitas di pusatnya. Sebaliknya, akan ada apa yang disebut lubang cacing di tengah. Jika kita menemukan cara untuk melakukan perjalanan melalui lubang cacing, kemungkinan besar kita akan menyaksikan sejarah evolusi alam semesta yang dapat diamati sampai ke apa pun yang terletak di ujung lain lubang cacing. Ini akan terlihat seperti seseorang yang memutar video sejarah alam semesta dengan kecepatan maju yang tak terbatas.

Sayangnya, cerita ini masih akan memiliki akhir yang buruk. Semakin cepat gambar bergerak, semakin cepat Anda akan semakin dekat dengan kematian Anda. Cahaya akan menjadi semakin biru dan terisi sampai Anda benar-benar terpanggang hidup-hidup oleh radiasinya.

Perjalanan ke alam semesta paralel

Jika suatu hari Anda jatuh ke dalam lubang hitam, baik secara sadar atau tidak sengaja, hal pertama yang harus dilakukan adalah mencoba melihat-lihat. Mungkin Anda bisa menemukan jalan keluar dengan cara ini, siapa tahu. Bahkan jika ternyata tidak akan berhasil untuk kembali ke Semesta tempat Anda berasal, maka berakhir di Semesta paralel mungkin bukan akhir yang buruk untuk perjalanan Anda.

Fisikawan berteori bahwa begitu Anda mencapai singularitas lubang hitam, itu bisa menjadi semacam jembatan bagi Anda antara ini dan realitas alternatif, atau yang disebut "alam semesta paralel." Apa yang terjadi di alam semesta baru ini tetap menjadi misteri dan medan imajinasi kita. Beberapa teori bahkan menyarankan bahwa ada alam semesta alternatif dalam jumlah tak terbatas, masing-masing berisi jumlah yang sama dari "Anda" yang sama sekali berbeda.

Pernahkah Anda memikirkan pilihan yang telah Anda buat dalam hidup Anda? Apa yang akan terjadi jika Anda tidak mendapatkan pekerjaan ini, tetapi pekerjaan itu, bertemu dengan gadis atau pria itu, alih-alih duduk di depan komputer setiap hari? Apakah Anda akan menjadi lebih kaya atau lebih miskin jika Anda tidak melakukan atau melakukan apa yang pernah diminta untuk Anda lakukan? Jadi, di alam semesta alternatif, Anda akan memiliki kesempatan untuk mencari tahu.

Anda akan menjadi bagian dari alam semesta

Hawking pernah menyarankan bahwa partikel tertentu yang memasuki lubang hitam mengalami semacam proses penyaringan menjadi partikel bermuatan positif dan negatif. Partikel-partikel ini sangat lambat diserap oleh lubang hitam. Ketika direndam di dalamnya, partikel bermuatan negatif kehilangan massanya. Partikel bermuatan positif memiliki energi yang cukup untuk tetap berada di luar lubang hitam sebagai radiasi.

Menurut Hawking, lubang hitam perlahan tapi pasti kehilangan massanya dan semakin panas. Mereka akhirnya meledak dan menyebarkan isinya, yang disebut radiasi Hawking, kembali ke alam semesta. Ini, setidaknya secara teori, berarti Anda bisa menjadi bagian dari alam semesta, seperti Phoenix yang terlahir kembali dari abu atom.

Bonus: Anda hanya akan… mati

Terkadang kita suka mengabaikan konsekuensi yang paling jelas dan mengerikan dari suatu peristiwa, dibutakan oleh kemungkinan kebetulan yang lebih menyenangkan.

Meski terdengar sadis, kemungkinan besar hasil dari kejatuhan Anda ke dalam lubang hitam adalah bahkan sebelum Anda dapat memahami kehadiran Anda di dalamnya, bahkan debu pun tidak akan tersisa dari Anda. Anda bahkan tidak akan punya waktu untuk menyadari bahwa Anda telah menyaksikan apa yang fisikawan bicarakan sebagai kunci untuk memahami misteri alam semesta.