Selamat datang di http://prigell-zone.blogspot.com . Blog ini bersifat umum; isi artikel multi-katagori sesuai mood dan apa yang sedang dipikirkan penulis. Anda dipersilakan untuk meng-copy, mem- paraphrase dan quote sesuai kaidah HAKI yang berlaku. Segala saran positif akan sangat penulis hargai. [EN: Welcome to http://prigell-zone.blogspot.com. This blog is general; multi-category content of the article according to mood and what the author was thinking. You are welcome to copy, to paraphrase and quote according to the rules of intellectual property laws. Any positive advice would be greatly appreciated writer.] -Prigell Priya Ragil-

Selasa, 28 Juni 2011

Teori Fisika tentang Lubang Putih

Rumus-rumus relativitas umum memiliki sifat matematika yang menarik: simetri waktu. Itu artinya kita dapat memasukkan nilai apapun ke persamaannya dan membayangkan waktu mengalir mundur bukannya maju, dan kita bisa mendapatkan jawaban valid lainnya dari rumus tersebut.

Bila kita menerapkan aturan ini pada solusi yang menjelaskan lubang hitam, kita akan mendapatkan objek yang disebut lubang putih. Karena lubang hitam adalah daerah ruang dimana segalanya tidak dapat lepas, versi balikan waktu dari lubang hitam adalah daerah ruang dimana segalanya tidak dapat jatuh. Karena lubang hitam hanya menyerap segalanya, maka lubang putih hanya memuntahkan segalanya.

Apakah kita dapat menemukan lubang putih? Well, lubang hitam memang sudah ditemukan. Masalahnya, menurut Stephen Hawking, lubang hitam sendiri bersifat acak dan simetri waktu. Karenanya, ia tidak dapat dibedakan dari lubang putih.

Cara untuk mengetahui keberadaan lubang putih menurut Roger Penrose, adalah dengan menyelam ke dalam lubang hitam. Sayangnya, secanggih apapun, hal ini sama artinya dengan melompat dari puncak gedung bertingkat 100 tanpa bantuan apapun untuk melihat apa yang ada di balik sebuah lubang di jalan raya. Kita pasti akan berderai di jalan raya, sebelum bisa mengintip di lubang jalan, belum lagi harus menembus lubang itu untuk pergi ke bawah tanah.

Ilustrasi lubang hitam, cacing dan putih
Seandainya kita sebuah partikel hipotesis yang masuk ke dalam lubang hitam, apa yang kita lihat?
  1. Dari alam semesta, kita masuk ke dalam lubang hitam lewat cakrawala peristiwa (event horizon) dan tersedot menuju cakrawala lubang cacing.
  2. Kita kemudian terbawa ke cakrawala lubang cacing (wormhole) atau cakrawala dalam (inner horizon) lubang hitam. Disini kita melihat masa lalu tak terhingga dari alam semesta kita yang tercermin dari singularitas repulsif gravitasi. 
  3. Kita masuk ke dalam lubang cacing dan tiba pada cakrawala dalam lubang putih. Disini kita melihat masa depan tak terhingga dari alam semesta kita. 
  4. Kita masuk ke lubang putih dan terlontar menuju cakrawala peristiwa lubang putih. Di cakrawala ini kita akan melihat masa lalu tak terhingga dari alam semesta yang baru.
Skenario diatas hanya berlaku untuk lubang hitam Reissner-Nordstrom dan lubang hitam Schwartzchild. Lubang hitam jenis Reissner-Nordstrom adalah lubang hitam yang memiliki massa dan muatan listrik, tapi tidak memiliki spin (putaran). Sementara itu lubang hitam Schwartzchild memiliki massa saja, tanpa muatan listrik maupun spin. Sayangnya, lubang hitam yang ada di alam semesta kita, tampak memiliki spin atau lubang hitam Kerr.  Lebih parah lagi lubang hitam nyata tidak memiliki muatan listrik. Para ilmuan mengatakan alam semesta kita tampaknya netral secara listrik, dan lubang hitam yang bermuatan akan segera menjadi netral.

Karenanya, jangankan lubang putih, lubang cacing saja hanyalah mitos ilmiah. Mitos ilmiah artinya ia dibangun dari seperangkat hitungan matematis yang konsisten namun ternyata tidak terbukti ada.

Tapi Michio Kaku berpendapat lain. Hal di atas hanya memperhitungkan teori relativitas umumnya Einstein. Kita baru tahu kalau teori relativitas umum Einstein itu sangat mendekati kenyataan, tapi kita belum tahu apakah teori string lebih mendekati kenyataan daripada relativitas umum. Kita belum dapat menguji teori string hingga sekarang, tapi bila benar, kemungkinan skenario di atas berlaku bagi lubang hitam biasa. Teori string memprediksikan juga kalau alam semesta ini seperti gelembung sabun yang mengembang dan mati. Miliaran tahun ke depan bintang akan mati; langit malam akan gelap dan samudera akan mendingin. Tapi kita bisa lari. Gelembung sabun kita eksis bersama gelembung sabun lainnya. Setiap kali lubang hitam lahir, ia menciptakan alam semesta bayi. Materi yang tersedot ke dalamnya akan di muntahkan di sisi lain, menciptakan sebuah lubang putih di alam semesta kembaran kita. Lubang putih ini akan mengembang sangat cepat, seperti Big Bang.

Marcelo Samuel Berman bahkan lebih ekstrim lagi. Ia mengatakan kalau alam semesta kita sendiri adalah lubang putih. Kita hidup di dalam lubang putih dan pengembangan alam semesta adalah buktinya.

Stephen Hawking menambah keruh suasana. Ia sebelumnya bilang kalau lubang hitam dan lubang putih tak terbedakan, dan sekarang mengajukan kalau lubang hitam dan lubang putih sebenarnya sama. Karenanya pernyataan alam semesta berada di dalam lubang putih, sama saja dengan mengatakan kalau alam semesta kita berada di dalam lubang hitam.

Terbentuknya Jembatan Einstein-Rosen
Well, di alam semesta kita sendiri ada lubang hitam toh? Dan di dalam lubang hitam ada lubang cacing, istilah ilmiahnya Jembatan Einstein-Rosen, dan di luar lubang cacing ini ada lubang putih. Saat sebuah lubang hitam terbentuk, maka di alam semesta lain terbentuklah lubang putih. Nah karena kita berada di dalam lubang hitam yang lebih besar, otomatis;

  1. Ada alam semesta yang lebih besar lagi dimana alam semesta kita merupakan sebuah lubang hitam di alam semesta tersebut. 
  2. Ada alam semesta kembaran kita yang terbentuk bersamaan dengan alam semesta kita
Gagasan ini disimpulkan oleh Nikodem Poplawski dan cukup membuat semakin anehnya dunia ini. Beda lagi dengan Valeri Pavlovich Frolov dan  Igor Dmitrievich Novikov. Bagi mereka lubang putih tidak pernah dapat stabil. Dalam waktu cepat setelah ia terbentuk, lubang putih akan menjadi lubang hitam. Ia runtuh.

Diagram Ruang Waktu Penrose

Kalau kita ingin kompromi, bisa saja kan alam semesta kita sedang berada dalam fase menjelang runtuh? Masalahnya, alam semesta kita mengembang dipercepat, bukan diperlambat. Ini memang belum menutup kemungkinan sih. Soalnya bisa jadi kita mengembang semakin cepat dan tiba-tiba terhenti dan mengerut menjadi lubang hitam.

Gagasan lainnya lebih aneh lagi. Kita memang berada di alam semesta yang mengerut. Hanya saja fisika kita yang terbalik. Lawrence Krauss mengatakan kalau alam semesta yang mengerut dan mengembang pada dasarnya tidak terbedakan. Ia hanya dapat dibedakan bila kita membandingkan alam semesta kita dengan pasangan alam semesta kita. Dalam isolasi ini, kita mungkin hidup di dunia yang waktunya berjalan mundur, tapi kita merasa waktu berjalan maju.

Semuanya terdengar mengagumkan dan membuat kita terpana. Bagaimana mungkin para manusia kecil ini bisa mempelajari alam semesta seolah ia adalah gundu mainan anak-anak. Begitu hebatkah mereka? Mereka memang hebat, tapi mereka hebat karena sains. Sains membuat kita lebih besar dari alam semesta dan membuat kita terpesona dengan keindahannya. Belum pernah dalam sejarah manusia kita berhadapan dengan kenyataan betapa rumitnya alam ini. Alam semesta lebih aneh daripada fiksi.

Referensi
1.  Ted Bunn. 1995.     Black Holes FAQ
2. S. W. Hawking. 1976. Black holes and thermodynamics. Phys. Rev. D 13, 191–197 (1976)
3. Andrew Hamilton. 2009. Penrose diagrams
4. Andrew Hamilton. 2006. Collapse to a Black Hole
5. John Crace. 2005. Michio Kaku: Mr Parallel Universe
6. Marcelo Samuel Berman. 2007. IS THE UNIVERSE A WHITE-HOLE?
Astrophysics and Space Science. Volume 311, Number 4, 359-361
7. Igor R. Klebanov. 2006. TASI Lectures: Introduction to the AdS/CFT Correspondence. Lectures at TASI ’99, Boulder, June 1999
8. Nikodem J. Poplawski. Radial motion into an Einstein-Rosen bridge. Physics Letters B, 2010; 687 (2-3): 110
9. Valeri Pavlovich Frolov, Igor Dmitrievich Novikov. 1998. Black hole physics: basic concepts and new developments. Springer Science & Business
10. Wikipedia. 2010. White hole

Artikel ini saya salin dari Fisika Ceria dengan editing seperlunya.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Ada kesalahan di dalam gadget ini
Ada kesalahan di dalam gadget ini