Misteri lubang hitam atau lubang hitam memang terpecahkan. Namun butuh waktu yang sangat lama untuk diakui kebenarannya dan pada akhirnya diberikan penghormatan tertinggi.

Adalah ilmuwan Roger Penrose yang dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 2020 karena berhasil menciptakan teori yang menjelaskan bahwa lubang hitam bukan tidak mungkin, tetapi sebuah kebutuhan.

Bagaimana teori ini mengubah cara kita memandang alam semesta? Pada suatu hari yang cerah di tahun 1964, Roger Penrose dikunjungi oleh seorang teman lama. Kosmolog Ivor Robinson kembali ke Inggris dari Dallas, Texas, AS di mana dia tinggal dan bekerja.

Baca: Ilmuwan menggunakan cermin raksasa untuk mengetahui sosok misterius Planet Sembilan

Setiap kali keduanya bertemu, mereka tidak pernah kekurangan bahan pembicaraan, dan percakapan mereka pada kesempatan ini pun bervariasi dan tidak ada habisnya.

Saat kedua sahabat itu berjalan di dekat kantor Penrose di Birkbeck College, London, Inggris, mereka berhenti sebentar di pinggir jalan, menunggu lalu lintas berhenti.

Perhentian singkat dalam perjalanan ini bertepatan dengan jeda percakapan mereka dan keduanya terdiam satu sama lain saat mereka menyeberang jalan.

Pada saat itu, pikiran Penrose melayang. Pikirannya melakukan perjalanan 2,5 miliar tahun cahaya melalui ruang kosong ke massa quasar yang berputar-putar.

Dia membayangkan keruntuhan gravitasi mengambil alih, menarik seluruh galaksi lebih dalam dan lebih dekat ke pusatnya. Saat sosok pesenam cantik yang berputar-putar menarik lengan mereka lebih dekat ke tubuh mereka, massa akan berputar lebih cepat dan lebih cepat saat berkontraksi.

Kedipan mental singkat ini menjadi inspirasi, di mana 56 tahun kemudian dia dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisika.

Relativis adalah fisikawan teoretis yang menguji, mengeksplorasi, dan memperluas Teori Relativitas Umum Albert Einstein. Seperti banyak relativis, Penrose menghabiskan awal 1960-an mempelajari kontradiksi yang aneh, tetapi sangat kompleks yang dikenal sebagai “masalah singularitas”.

Einstein menerbitkan Teori Umum Relativitas pada 1915, merevolusi pemahaman ilmuwan tentang ruang, waktu, gravitasi, materi, dan energi.

Pada tahun 1950-an, teori Einstein sangat sukses, tetapi banyak ramalannya yang masih dianggap mustahil dan belum teruji. Persamaan-persamaan tersebut menunjukkan, misalnya, bahwa dalam teori keruntuhan gravitasi dapat menjejalkan cukup banyak materi ke dalam area yang cukup kecil untuk menjadi sangat padat, membentuk “singularitas” yang bahkan cahaya pun tidak dapat melarikan diri. Ini dikenal sebagai lubang hitam.

Namun, dalam singularitas seperti itu, hukum fisika yang diketahui (termasuk teori relativitas Einstein sendiri, yang memprediksinya) tidak berlaku lagi.

Singularitas sangat menarik bagi matematikawan relativis karena alasan ini. Namun, sebagian besar fisikawan setuju bahwa Alam Semesta kita terlalu teratur untuk mengakomodasi area seperti itu. Dan bahkan jika singularitas memang ada, tidak akan ada cara untuk mengamatinya.

“Ada keraguan besar untuk waktu yang lama,” kata Penrose. “Orang-orang mengira akan ada gelombang: bahwa sebuah benda akan runtuh dan berputar secara rumit, lalu muncul kembali.”

Pada akhir 1950-an, pengamatan dari bidang baru astronomi radio muncul, mempertanyakan ide-ide ini. Astronom radio mendeteksi objek kosmik baru yang tampak sangat terang, sangat jauh, dan sangat kecil.

Pertama kali dikenal sebagai “objek quasi-stellar” dan kemudian disingkat menjadi “quasar”, objek-objek ini tampaknya memamerkan banyak energi di ruang sekecil itu.

Meskipun tampaknya tidak mungkin, setiap pengamatan baru mengarah pada gagasan bahwa quasar adalah galaksi kuno yang sedang dalam proses runtuh menjadi singularitas.

Ilmuwan terpaksa bertanya pada diri sendiri apakah singularitas tidak selangka yang dipikirkan semua orang? Apakah prediksi relativitas ini lebih dari sekadar permainan matematika yang rumit?

Di Austin, Princeton, dan Moskow, di Cambridge dan Oxford, di Afrika Selatan, Selandia Baru, India, dan di tempat lain, para kosmolog, astronom, dan matematikawan berebut untuk menemukan teori-teori definitif yang menjelaskan sifat-sifat quasar.

Sebagian besar ilmuwan melihat tantangan ini dengan mencoba mengidentifikasi keadaan yang sangat terspesialisasi di mana singularitas mungkin terbentuk.

Penrose, yang saat itu menjadi dosen senior di Birkbeck College di London, mengambil pendekatan berbeda. Naluri alaminya selalu mencari solusi umum, prinsip fundamental, dan struktur matematika esensial. Dia menghabiskan waktu berjam-jam di Birkbeck, mengerjakan papan tulis besar yang dipenuhi diagram rancangannya sendiri.

Pada tahun 1963, tim ahli teori Rusia yang dipimpin oleh Isaac Khalatnikov menerbitkan sebuah makalah terkenal yang menegaskan kepercayaan sebagian besar ilmuwan – bahwa singularitas bukanlah bagian dari alam semesta fisik kita. Di alam semesta, kata mereka, awan debu atau bintang yang runtuh mengembang kembali jauh sebelum mencapai singularitasnya. Harus ada penjelasan lain untuk quasar.

Merasa skeptis

“Saya memiliki perasaan kuat bahwa dengan metode yang mereka gunakan, mereka tidak mungkin membuat kesimpulan yang kuat tentang hal itu,” katanya. “Saya pikir masalah-masalah itu perlu dilihat dengan cara yang lebih umum daripada yang mereka lakukan, yang merupakan fokus yang agak terbatas.”

Namun, meski menolak argumen mereka, dia tetap tidak bisa mengembangkan solusi umum untuk masalah singularitas. Sampai kunjungan Robinson. Meskipun Robinson juga meneliti masalah singularitas, kedua sahabat itu tidak membahasnya selama percakapan mereka pada musim gugur 1964 di London.

Namun, dalam keheningan singkat di persimpangan jalan yang menentukan itu, Penrose menyadari bahwa ilmuwan Rusia itu salah.

Semua energi, gerakan, dan massa yang menyusut bersama akan menciptakan panas yang begitu kuat sehingga radiasi akan meledak di setiap panjang gelombang ke segala arah. Semakin kecil dan cepat, semakin terang cahayanya.

Dalam pikirannya, dia memetakan gambar papan tulis dan sketsa jurnal ke objek yang jauh, menelusuri pikirannya ke titik yang diramalkan ilmuwan Rusia, titik di mana awan ini akan meledak lagi.

Tidak ada gunanya. Dalam benaknya, Penrose akhirnya melihat bagaimana keruntuhan akan terus berlanjut tanpa hambatan.

Di luar pusat yang semakin padat, objek akan bersinar lebih terang dari semua bintang di galaksi kita. Dan jauh di dalam, cahaya membelok pada sudut yang dramatis, ruang-waktu melengkung sampai setiap arah bertemu satu sama lain.

Akan ada saat dimana tidak ada yang bisa kembali. Cahaya, ruang dan waktu semuanya akan berhenti sama sekali. Menjadi lubang hitam.

Pada saat itu, Penrose tahu bahwa singularitas tidak memerlukan keadaan khusus. Di alam semesta kita, singularitas bukanlah hal yang mustahil. Itu adalah suatu kebutuhan.

Kembali ke seberang jalan, dia melanjutkan percakapannya dengan Robinson, dan segera melupakan apa yang selama ini dia pikirkan. Mereka mengucapkan selamat tinggal, dan Penrose kembali ke awan kapur dan tumpukan kertas di kantornya.

Sisa sore itu berlangsung seperti biasa, tetapi Penrose mendapati dirinya dalam suasana hati yang sangat baik. Dia tidak tahu kenapa. Dia mulai meninjau hari itu, menyelidiki apa yang mungkin menyebabkan euforia itu.

Pikirannya kembali ke keheningan yang dia rasakan saat dia menyeberang jalan. Dan semuanya kembali. Ini telah memecahkan masalah singularitas.

Dia mulai menulis persamaan, menguji, mengedit, mengatur ulang. Argumennya masih keras, tetapi semuanya cocok. Keruntuhan gravitasi hanya membutuhkan sedikit kondisi energi yang sangat umum dan mudah dipenuhi untuk runtuh hingga kepadatan tak terbatas. Penrose tahu pada saat itu pasti ada milyaran singularitas yang tersebar di seluruh kosmos.

Itu adalah ide yang akan mengubah pemahaman kita tentang Semesta dan membentuk apa yang kita kenal sekarang.

Dalam dua bulan, Penrose mulai memberi ceramah tentang teorema itu. Pada pertengahan Desember, dia menyerahkan makalah ke jurnal akademis Physical Review Letters, yang diterbitkan pada 18 Januari 1965. Hanya empat bulan setelah dia berpapasan dengan Ivor Robinson.

Tanggapannya tidak seperti yang diharapkannya. Teorema Singularitas Penrose masih diperdebatkan. Terbantahkan. Kontradiksi.

Perdebatan tersebut memuncak pada Kongres Internasional Relativitas Umum dan Gravitasi di London pada akhir tahun itu.

“Perdebatan itu tidak bersahabat. Ilmuwan Rusia sangat kecewa, dan orang enggan mengakui bahwa mereka salah,” kata Penrose. Konferensi tersebut diakhiri dengan debat yang belum terpecahkan.

Namun tak lama kemudian, terungkap bahwa sebuah makalah yang diterbitkan oleh ilmuwan Rusia tersebut mengandung kesalahan dalam perhitungannya. Matematikanya fatal, tesis mereka tidak bisa dipertahankan lagi.

“Ada kesalahan dalam cara mereka melakukannya,” kata Penrose.

Pada akhir 1965, Teorema Singularitas Penrose menjadi populer di seluruh dunia. Inspirasi kilatnya menjadi kekuatan pendorong dalam kosmologi. Itu telah melakukan lebih dari sekedar menjelaskan apa itu quasar. Itu telah mengungkapkan kebenaran tertinggi tentang realitas yang mendasari Semesta kita.

Model Alam Semesta apa pun yang telah diproduksi orang sejak saat itu harus menyertakan singularitas, yaitu, mencakup sains yang melampaui relativitas.

Singularitas juga mulai meresap ke dalam kesadaran publik, sebagian berkat sebutan “lubang hitam”, istilah yang pertama kali digunakan secara publik oleh jurnalis sains Amerika Ann Ewing.

Stephen Hawking terkenal menjadikan teorema Penrose sebagai dasar untuk membalikkan teorinya tentang asal mula alam semesta setelah pasangan tersebut berkolaborasi dalam meneliti singularitas. Singularitas adalah inti dari setiap teori tentang sifat, sejarah, dan masa depan alam semesta.

Eksperimentalis mengidentifikasi singularitas lain, termasuk yang ada di jantung lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita sendiri yang ditemukan oleh Reinhard Genzel dan Andrea Ghez, yang berbagi Hadiah Nobel Fisika tahun ini dengan Penrose.

Penrose sendiri kemudian mengembangkan sebuah alternatif dari Teori Big Bang yang disebut Conformal Cyclic Cosmology, buktinya dapat diperoleh dari sinyal sisa dari lubang hitam purba.

Pada 2013, insinyur dan ilmuwan komputer Katie Bouman memimpin tim peneliti yang mengembangkan algoritme yang diharapkan dapat memotret lubang hitam.

Pada April 2019, teleskop Event Horizons menggunakan algoritme untuk menangkap gambar pertama lubang hitam, memberikan konfirmasi visual dari teori kontroversial Einstein dan Penrose.

Meskipun Penrose, yang kini berusia 89 tahun, sangat senang dianugerahi hadiah utama dalam bidang fisika, Hadiah Nobel, ada hal lain yang menekan pikirannya.

“Rasanya aneh. Saya hanya mencoba menyesuaikan diri. Saya sangat tersanjung dan ini adalah kehormatan besar dan saya sangat menghargainya,” katanya kepada saya beberapa jam setelah menerima berita.

“Tapi di sisi lain, saya mencoba menulis tiga makalah (ilmiah) yang berbeda pada saat yang sama, dan penghargaan ini membuatnya lebih sulit dari biasanya.”

Telepon rumahnya, katanya, terus berdering dengan ucapan selamat dan wartawan yang meminta wawancara. Dan semua keributan itu mengalihkan perhatiannya dari fokus pada teori-teori terbarunya.

Roger Penrose lebih tahu dari siapa pun tentang kekuatan keheningan, dan secercah inspirasi yang bisa dia berikan.

–

Patchen Barss adalah jurnalis sains yang tinggal di Toronto dan penulis biografi Roger Penrose. Anda dapat membaca versi bahasa Inggris dari artikel ini, Bagaimana keheningan memecahkan matematika aneh di dalam lubang hitam, dari BBC Future.

NASA sedang menguji penjelajah roda empat baru yang dapat membuat perbedaan dalam eksplorasi ruang angkasa. Dibuat dari beberapa kendaraan roda dua NASADucksel dirancang untuk menuruni tebing berbatu dan berbatu, mirip dengan bulan, Mars, dan lingkungan.

Peramban sebenarnya terdiri dari peramban roda dua, yang masing-masing disebut Axel – karena itu dinamai Duxel (singkatnya – “dua as”). Rover berhenti untuk menjelajahi wilayah musuh, menurunkan roda pendaratannya, dan meletakkannya di tanah sebelum berpisah. Pegang bagian depan di belakang batang dan putar di sekitar wiki.

Dengan kapak roda dua yang melekat pada pasangannya, dia didorong kembali ke bawah bukit. Agen perekat bertindak sebagai jenis kabel dan sebagai perangkat daya dan komunikasi. Dia menggunakan instrumen yang disembunyikan di kursi roda untuk mempelajari secara ilmiah tempat menarik yang tidak dapat diakses oleh rahang normal.

Para penjelajah ini bergerak secara mandiri di medan berbatu dan menghindari rintangan Kecerdasan buatan. Wasiat juga cocok untuk batu bergulir dan batu. Ini memiliki sensor khusus untuk menganalisis tanah, memetakan area dan menghilangkan rintangan melalui sistem kamera terintegrasi.

Duxell diuji oleh tim insinyur di NASA Jet Proposition Laboratory di Gurun Mojave AS. ‘Dia tampil baik di lapangan dan menunjukkan dia bisa melepaskan medan yang menantang, jangkar, dan kemudian penjelajah gardan terkunci.Kata Isa Nesnas, Ahli Teknologi Robot JPL. ‘Axel otomatis bergerak menuruni bukit dan medan berbatu tanpa pemasangan lengan robotik.. ”

Ide membuat dua penyerbu gelombang tunggal adalah untuk mencapai keserbagunaan maksimum. Konfigurasi all-wheel-drive berhasil menempuh jarak yang sangat jauh di lanskap yang luas, sedangkan versi two-wheel-drive memberikan kecepatan yang tidak dimiliki kendaraan besar. ‘Du’axel menyediakan akses ke beberapa planet dunia, seperti Bulan, Mars, Merkurius, dan mungkin beberapa planet dunia, seperti Jupiter., ” Ditambahkan ነስናስ።

‘Manfaat utama menggunakan Duxel terlihat jelas saat Anda yakin dengan akomodasi Anda atau saat Anda ingin pindah ke lokasi baru dan menjelajah dengan Axel.Patrick McGarey, ahli robotika JPL dan anggota tim Doxell. ‘Ini pada dasarnya adalah robot yang dimodifikasi yang dirancang untuk menjelajahi planet, memungkinkan pengelolaan area pendaratan dan ruang yang mulus saat mendarat.. ”

Tim akan terus mengembangkan kemampuannya untuk saat ini, karena Duxus Explorer tidak perlu dipikirkan lagi.

Para astronom yang menggunakan Esson mengamati bintang yang memakan lubang hitam.

REPUBLKAKA.CO.ID, Jakarta – Para astronom mengamati fenomena yang sangat tidak biasa. Mereka menjadi saksi akhir dari bintang-bintang, seperti yang dimakan oleh lubang hitam besar.

Menurut sebuah studi baru oleh Pengumuman bulanan dari Royal Astronomical Society, Para astronom di Institut Sementara Zawiki sedang mengamati dioda pemancar cahaya. Ini menunjukkan kematian Bintang Air terjun September 2019. Minggu ini, peneliti mengatakan itu adalah objek terdekat dengan Bumi pada jarak 215 juta tahun cahaya.

Proses ini dikenal sebagai spageti. Menurut para ilmuwan, proses ini adalah cara terburuk untuk membunuh sebuah bintang.

“Ide untuk ‘menyedot’ bintang di dekatnya terdengar seperti fiksi ilmiah, tapi itulah yang terjadi saat badai,” kata Matt Nicole, penulis utama di University of Birmingham di Inggris. CBS News.

Dengan menggunakan teleskop European Southern Observatory (IOS), para ilmuwan dapat melihat detail tentang apa yang terjadi ketika sebuah bintang dimakan oleh lubang hitam.

Mereka mengatakan bahwa bintang tersebut memiliki berat yang sama dengan matahari. Lebih dari setengah juta lubang hitam hilang. Separuh lainnya terlempar ke luar angkasa pada saat bersamaan.

Selama proses spageti, Bahan panjang dan tipis yang menyebabkan bintang jatuh di bawah tarikan gravitasi medan gravitasi. Peristiwa ini menghasilkan kilatan cahaya yang bisa dilihat oleh para astronom.

“Ketika sebuah bintang mendekati lubang hitam besar di tengah galaksi, gaya gravitasi hitam membuka bintang menjadi benda tipis,” kata Thomas Wevers, anggota Iso di Santiago, Chili.

Nyala api ini seringkali berdebu dan sulit untuk dipelajari. Tapi kali ini para astronom beruntung.

Gangguan air yang disebut AT2019qiz terjadi tak lama setelah kejadian dan mudah diamati. Saat nyala api semakin terang dan lebih terang sebelum api padam, para peneliti mempelajari AT2019qiz di konstelasi galaksi spiral Eridesus selama enam bulan.