Sabtu, 10 Mei 2008

Black Hole is a 2-Dimensional Object



Prerequisite reading: "Braneworlds"

Pada awalnya saya agak merasa sulit memilih judul yang tepat untuk tulisan saya ini. Jika sudah familiar dengan Black Hole, maka tentunya tulisan saya ini tidak terlalu sulit dicerna. Saya tidak akan menyinggung sejarah ditemukannya black hole pertama kali pada tulisan ini, melainkan bagaimana teori string bisa membuka lagi pembicaraan hangat mengenai black hole yang sempat buntu. M/string theory membuka wawasan baru dengan menghadirkan dimensi ruang tambahan, inilah yang menjadi inti dari tulisan saya. Maka dianjurkan untuk terlebih dahulu menbaca tulisan saya sebelum ini; "Braneworlds".

Picture source: NASA
A black hole is a region of space where the force of gravity is so intense that nothing can escape, not even light. Black Hole atau lubang hitam adalah istilah yang diberikan untuk suatu peristiwa keruntuhan bintang. Bintang tidak selamanya mampu melepas energi yang menjadikannya benda berpijar sangat panas di alam. Pada suatu saat bahan bakar atau energinya akan habis dan tidak ada lagi yang bisa dibakar, sehingga bintang pun mulai mengalami keruntuhan. Peristiwa "runtuh" ini terjadi di setiap atom penyusun bintang, electron yang bergerak mengitari inti akan kehabisan energi dan jatuh ke inti. Bintang pun mengalami penyusutan volume. Ukuran bintang akan susut ke volume tak hingga kecilnya. Namun apa yang terjadi pada massa-nya? Massa bintang tidak berkurang, dan gaya gravitasi yang ditimbulkannyapun tidak berkurang. Menjadikan black hole sebuah benda kecil bergravitasi besar. Black hole adalah singularitas.

Gravitasi yang sangat besar ini menarik obyek disekelilingnya, termasuk cahaya atau photon. Cahaya pun tidak dapat lolos. Pada jarak tertentu dari black hole, photon ada yang masih kuat untuk tidak tersedot, namun terlalu lemah untuk lolos, maka photon tersebut hanya melayang-layang saja di tempat tersebut. Jarak ini disebut Event-Horizon atau horison peristiwa. Dinamai demikian karena diyakini ahwa bila cahaya berhenti, maka waktupun ikut berhenti di tempat itu.

Bila cahaya tidak dapat lolos, maka kita tidak mampu melihat black hole, kita bisa tau ada black hole di suatu tempat dengan mengamati cahaya yang mengelilingi sebuah obyek gelap, atau mengamati benda langit seperti bintang atau planet mengorbit suatu obyek tak tampak namun memiliki gaya gravitasi kuat.

Black hole adalah momok bagi fisika karena semua hitungan matematis akan runtuh di singularitas. Science menemukan jalan buntu di situ. Namun black hole adalah obyek penting yang bisa menjawab bagaimana Big Bang terjadi di masa lalu dan bagaimana kondisi alam semesta ini pada awal terciptanya.

Professor Stephen William Hawking
Stephen Hawking adalah ilmuwan yang mempelajari dengan sangat intens black hole ini. Suatu ketika ia berusahan mengukur entropi lubang hitam. Ya, lubang hitam memiliki radiasi, dan radiasi artinya entropi. yang ditemukan Hawking sangat mengherankan. Entropi lubang hitam adalah sama dengan luas permukaan lubang hitam.

Bagaimana bisa saat ingin mengukur boleh dikatakan "volume" tapi yang didapat adalah "luas"?
Bagaimana mungkin menghitung 3-dimensi tapi yang didapat adalah 2-dimensi? Ini adalah anomali.


Namun kemudian setelah M-Theory di perkenalkan, apa yang didapat oleh Hawking adalah wajar dan benar. Black Hole adalah obyek 2 dimensi. Bukan 3 dimensi. Lalu bagaimana mengetahui struktur internal black hole? Black Hole adalah obyek 2 dimensi-ruang di alam semesta kita. Struktur internalnya bukan milik alam semesta kita.

Sekarang Anda sudah harus selesai membaca tulisan saya mengenai "Braneworlds" untuk bisa mengerti lebih lanjut.

Sudah saya singgung sebelumnya bahwa graviton adalah partikel dengan string tertutup atau closed-loop-string yang mampu menyeberang ke membrane lain. Black Hole adalah sebuah obyek yang compact dan bergaya gravitasi sangat besar. Graviton yang terpusat di inti black hole sudah tentu wujud di antara membrane kita dengan membrane lain. Sehingga boleh dibayangkan di seberang sana, black hole yang sama juga terbentuk.

Alam semesta kita yang merupakan lembaran tipis atau membrane dengan 3 dimensi ruang ini melayang-layang di dalam dimensi-ruang yang lebih tinggi, yaitu 4 braneworld (membrane dengan 4 dimensi ruang). Di sisi 3 braneworld kita banyak sekali 3 braneworld lainnya (parallel universe). ketika black hole terbentuk di braneworld kita, bagaikan sebuah lubang / celah terbuka dari braneworld kita ke 4 braneworld. Muncratan graviton dari dan ke alam semesta kita terjadi melalui celah itu.

Selanjutnya saya akan menulis mengenai Dark Matter.

5 komentar:

Haddy mengatakan...

Apa yang terjadi bila ada pesawat angkasa yang masuk ke lubang hitam...? Tidak akan keluar di Lubang putih kan? Karena ada scientist yang beranggapan demikian.

Erianto Rachman mengatakan...

@ Haddy:
Menurut saya, yang masuk ke black hole pasti akan hancur. Tapi kalaupun bisa, seperti yang diteorikan oleh DR. Michio Kaku dalam acara Sci-fi Science di Discovery Channel, maka munculnya entah di mana. Bisa jadi ia akan muncul di membrane lain / alam semesta lain. Tapi yang pasti, menurut saya, ia tidak akan muncul di masa lalu.

Daus mengatakan...

Kenapa dalam black hole graviton tidak berpindah ke brane lain? Dengan propertinya yang mampu beralih antara brane kenapa ia "berkumpul" di center blackhole sehingga menciptakan gravitasi yang sangat besar?

Apa mungkin gravitasi dari graviton menarik dan menambatkan graviton itu sendiri di satu brane?

Jika graviton bebas bergerak seharusnya graviton akan semakin kecil karena ia akan berpindah ke brane lain yang otomatis membuat gravitasi blackhole akan mengecil


Mohon komen?

Erianto Rachman mengatakan...

Halo Daus,
Kecurigaan anda benar dan masuk akal. Hanya saja ada satu keterangan di dalam tulisan saya di atas, bahwa kemungkinan besar bila di alam semesta kita ada black hole, maka di membrana lain juga terjadi black hole yg sama. Inilah kenapa gravitasi terpusat di titik itu.

Juga, interior internal black hole menjadi rancu. Ia bisa jadi bukan native alam ini. Ingat, black hole yg terukur oleh instrumen kita hanyalah exterior nya saja alias luas permukaannya saja Di membrane lain pun melihatnya juga seperti itu.

Semoga penjelasan saya membantu.

Daus mengatakan...

Ok. Thanks

jika saya ga salah tangkap maksud anda seperti ini. Jika graviton bebas bergerak diantara brane tersebut maka otomatis dia akan muncul dibrane lain. Dalam kasus blackhole terdapat dua bukaan entri graviton di (minimal) dua brane yang berbeda. Tarikan antara dua entri tersebut membentuk "saluran" antar brane yang disebut worm.

Saya setuju dan pikiran kita sejalan disitu. Yang saya Kurang paham apakah gravitasi disana membuat graviton terfiksir sehingga dinding worm tetap intact atau graviton itu tetap bergerak bebas antara brane sesuai sifatnya.

Jika yang pertama benar maka masalah selesai tapi muncul pertanyaan bahwa jika begitu graviton ga selalu bebas bergerak antar brane. Jika yang kedua timbul pertanyaan mengapa gravitasi blackhole tidak mengecil karena graviton berpindh ke brane lain?

Thx