Fisikawan telah menemukan putaran aneh dalam ruang-waktu yang dapat mensimulasikan lubang hitam—sampai mereka menjadi sangat dekat. Dikenal sebagai “soliton topologi”, kelemahan teoretis dalam jalinan ruang-waktu ini diketahui di seluruh alam semesta – dan menemukan mereka dapat memajukan pemahaman kita tentang fisika kuantum, menurut sebuah studi baru yang diterbitkan 25 April di jurnal Science. pemeriksaan fisik d.
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 sampai 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 memprediksi keberadaan lubang hitam, dan kami menemukan banyak objek astronomi yang berperilaku persis seperti prediksi teori Einstein, kami tahu bahwa 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 sinar cahaya akan berperilaku ketika lewat di dekat 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 hampir sama jika itu adalah selton 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.
“Penyelenggara amatir. Penginjil bir Wannabe. Penggemar web umum. Ninja internet bersertifikat. Pembaca yang rajin.”
More Stories
Ilmuwan Cambridge mengungkap teori baru tentang asal usul bahan penyusun kehidupan
Hubble merayakan hari jadinya yang ke-34 dengan pemandangan Nebula Little Dumbbell yang menakjubkan
Terkubur di Nebula Cakar Kucing adalah salah satu partikel luar angkasa terbesar yang pernah dilihat