Fisikawan telah menemukan putaran aneh dalam ruang-waktu yang dapat mensimulasikan lubang hitam—sampai mereka menjadi sangat dekat. Dikenal sebagai “soliton topologi”, celah teoretis dalam jalinan ruang-waktu ini diketahui di seluruh alam semesta, dan menemukannya dapat memajukan pemahaman kita tentang fisika kuantum, menurut sebuah studi baru yang diterbitkan 25 April di jurnal Science. pemeriksaan fisik d (Buka di tab baru).
lubang hitam Ini mungkin hal yang paling membuat frustrasi yang pernah ditemukan dalam sains. Teori relativitas umum Einstein memprediksi keberadaan mereka, dan para astronom tahu bagaimana mereka terbentuk: Yang diperlukan hanyalah sebuah bintang masif runtuh karena beratnya sendiri. Tanpa kekuatan lain yang tersedia untuk melawannya, gravitasi terus menarik hingga semua materi bintang telah dikompresi menjadi titik yang sangat kecil, yang dikenal sebagai singularitas. Yang mengelilingi singularitas ini adalah cakrawala peristiwa, batas tak terlihat yang menandai tepi lubang hitam. Apa pun yang melintasi cakrawala peristiwa tidak dapat keluar.
Tetapi masalah utama dengan ini adalah titik dengan kerapatan tak terbatas tidak dapat benar-benar ada. Jadi sementara Relativitas umum Dia memprediksi keberadaan lubang hitam, dan kami telah menemukan banyak objek astronomi yang berperilaku persis seperti prediksi teori Einstein, dan kami tahu kami masih belum memiliki gambaran lengkapnya. Kita tahu keunikan itu harus diganti dengan sesuatu yang lebih logis, tapi kita tidak tahu apa itu.
Terkait: Apakah lubang hitam itu lubang cacing?
Menemukan ini membutuhkan pemahaman tentang gravitasi yang sangat kuat pada skala yang sangat kecil – sesuatu yang disebut gravitasi kuantum. Sejauh ini, kami tidak memiliki teori gravitasi kuantum yang bisa diterapkan, tetapi kami memiliki beberapa kandidat. Salah satu kandidat tersebut adalah teori stringsebuah model yang menunjukkan bahwa semua partikel yang menyusun alam semesta kita sebenarnya terbuat dari string kecil yang bergetar.
Untuk menjelaskan banyaknya variasi partikel yang menghuni alam semesta kita, string tersebut tidak bisa hanya bergetar dalam tiga dimensi spasial biasa. Teori string memprediksi keberadaan dimensi tambahan, semuanya meringkuk pada diri mereka sendiri dalam skala yang sangat kecil — sangat kecil sehingga kita bahkan tidak dapat mengetahui keberadaannya.
Dan tindakan mengkerutkan dimensi spasial ekstra pada skala kecil ini dapat menghasilkan hal-hal yang sangat menarik.
Dalam studi baru, para peneliti menyarankan bahwa dimensi ekstra kompak ini dapat menyebabkan cacat. Seperti kerutan yang tidak bisa Anda hilangkan dari baju Anda tidak peduli seberapa banyak Anda menyetrikanya, ketidaksempurnaan ini akan menjadi cacat permanen yang tidak dapat diubah dalam struktur ruang-waktu—sebuah soliton topologi. Fisikawan berpendapat bahwa selton ini akan terlihat, bertindak, dan mungkin sangat berbau seperti lubang hitam.
Para peneliti mempelajari bagaimana perilaku sinar cahaya ketika melewati salah satu soliton ini. Mereka menemukan bahwa soliton akan mempengaruhi cahaya dengan cara yang sama seperti lubang hitam. Cahaya membelok di sekitar soliton dan membentuk cincin orbit yang stabil, dan soliton menghasilkan bayangan. Dengan kata lain, Gambar terkenal dari Teleskop Horizon Peristiwadiperbesar pada lubang hitam M87* pada tahun 2019, akan terlihat kurang lebih sama jika soliton berada di tengah gambar, bukan lubang hitam.
Namun sebentar lagi, tradisi itu akan berakhir. Soliton topologi bukanlah singularitas, sehingga tidak memiliki horizon peristiwa. Anda bisa mendekati soliton sesuka Anda, dan Anda selalu bisa pergi jika mau (dengan asumsi Anda sudah mengemas cukup bahan bakar).
Sayangnya, kami tidak memiliki lubang hitam yang cukup dekat untuk digali, jadi kami hanya dapat mengandalkan pengamatan objek yang jauh. Jika ada soliton topologi yang pernah ditemukan, pendeteksian tidak hanya akan menjadi wawasan tentang sifat gravitasi, tetapi juga akan memungkinkan kita mempelajari sifat gravitasi kuantum dan teori string secara langsung.
“Geek tv yang sangat menawan. Penjelajah. Penggemar makanan. Penggemar budaya pop yang ramah hipster. Guru zombie seumur hidup.”
More Stories
Kapan para astronot akan diluncurkan?
Perjalanan seorang miliarder ke luar angkasa “berisiko”
Administrasi Penerbangan Federal menangguhkan penerbangan SpaceX setelah roket yang terbakar jatuh saat mendarat