Saya senang berada di sini untuk berbicara dengan Anda semua tentang lubang hitam. Ada sangat sedikit hal di luar sana, di luar angkasa yang seaneh dan sehebat lubang hitam. Mereka menangkap imajinasi dan mendorong kita sebagai ilmuwan untuk merevisi teori. Anda tahu mereka menantang pemahaman kita tentang fisika dan alam. Jadi hari ini saya ingin memberi tahu Anda lebih banyak tentang lubang hitam, apa itu sebenarnya. Dan memberi tahu Anda juga tentang bagaimana kita bisa menemukan informasi apa pun tentang lubang hitam itu.
Lubang hitam sangat sulit untuk diamati. Seperti yang Anda tahu, sebagai manusia, kami telah dapat membuat mesin yang luar biasa untuk dapat menyelidiki jauh ke luar angkasa untuk mendapatkan bukti yang menegaskan keberadaan lubang hitam, dan memungkinkan kami untuk mencari tahu, apa itu, bagaimana cara kerjanya, dan apa yang bisa lubang hitam ajarkan kepada kita tentang alam semesta secara keseluruhan.
Sejarah dari istilah "lubang hitam" dimulai sekitar 100 tahun yang lalu. Ketika seorang fisikawan terkenal, saya yakin Anda pernah mendengar tentang Albert Einstein, menulis apa yang sekarang kita sebut persamaan medan. Persamaan medan ini dapat ditulis sebagai Gμν + Λgμν = κTμν. Anda tahu Einstein terkenal dengan persamaan E = mc². Saya yakin, Anda pernah mendengarnya, saya pribadi lebih suka yang ini, persamaan medan ini.
Sekarang dalam suatu percakapan, Anda dapat dengan santai mengatakan persamaan medan jauh lebih baik dari persamaan Einstein. Saya menyukainya karena itu indah dan sederhana. Anda dapat melihat persamaan medan itu dengan benar. Persamaan itu hanya terdiri dari beberapa hal sederhana seperti itu.
Untuk Anda yang telah melakukan semacam matematika pada tingkat lanjutan, Anda mungkin mulai berbicara tentang vektor dan matriks. Apa ini huruf G dan T dengan 2 huruf kecil di bagian bawah. Apa yang dilakukan persamaan ini adalah menghubungkan ruang itu sendiri, bentuk dari ruang itu sendiri dengan materi yang ada di alam semesta itu.
Ketika Einstein menulis persamaan medan, maka itu membuat banyak fisikawan mengambil persamaan itu. Kemudian ada perlombaan untuk mencoba memecahkannya, untuk menemukan solusi persamaan itu. Dan lubang hitam muncul sebagai salah satu solusi untuk persamaan ini.
Lubang hitam dengan sangat cepat dikesampingkan sebagai anomali matematika yang aneh. Karena solusi yang mereka temukan memberi tahu kami bahwa itu adalah mungkin ada sesuatu yang memiliki jumlah massa yang luar biasa besar tetapi bahwa massa itu akan terkandung dalam titik ruang yang sangat kecil, yang mana terdengar sangat menggelikan bagi orang-orang pada masa itu. Sehingga mereka tidak dapat berpikir tentang lubang hitam.
Pengesampingan untuk mengatakan, oke, secara matematis itu mungkin, tetapi Anda tidak tahu bagaimana hal-hal ini ada di alam. Kemudian selama beberapa dekade hingga sekitar tahun 70-an, kami mengamati apa yang kami lihat di bagian tengah atas layar (lihat gambar). Ketika kami melihat ke langit dengan teleskop yang menangkap sinar x-ray, kami melihat sumber yang sangat terang ini. Kami menemukan bahwa ini adalah lubang hitam bercahaya. Lubang hitam yang memiliki materi di sekitarnya bersinar sangat terang dan memancarkan sinar x-ray.
Sejak saat itu, kami telah menemukan semua jenis bukti yang menunjukkan keberadaan lubang hitam. Anda memiliki gambar lain di sini yang akan saya jelaskan sepanjang pembicaraan. Di kanan atas apa yang saya tunjukkan, jika Anda penggemar film fiksi ilmiah, Anda mungkin mengenali ini sebagai lubang hitam supermasif yang spektakuler di film interstellar.
Yang menurut saya menarik adalah bahwa cerita ini dimulai dengan Anda tahu persamaan sederhana ini (Gμν + Λgμν = κTμν), hingga kami membuat mesin untuk menemukan bukti lubang hitam menangkap imajinasi semua orang. Sehingga lubang hitam sekarang cukup umum. Namun lubang hitam adalah hal-hal menarik yang harus kita pelajari secara mendalam untuk memahami apa itu.
Jadi saya akan memulai dengan memberi tahu Anda sebuah resep. Saya akan memberi tahu Anda resep cara membuat lubang hitam. Anda akan melihat bahwa itu sebenarnya cukup sederhana. Karena yang Anda butuhkan hanyalah awan besar gas dan debu, dan gravitasi. Jika Anda menggabungkan kedua hal ini, Anda mungkin berakhir dengan lubang hitam.
Izinkan saya memberi tahu Anda sedikit lebih banyak tentang bagaimana hal itu bisa terjadi. Ketika Anda mulai dengan awan besar gas, dan debu, gravitasi akan membuatnya runtuh dengan sendirinya. Anda tahu gaya tarik-menarik antar partikel akibat gravitasi menyebabkan semua itu runtuh menjadi lebih padat dan lebih padat. Kemudian di wilayah tengah ini, Anda akan mulai memiliki apa yang kami sebut protobintang atau bintang bayi. Itulah yang Anda lihat di sini.
Seperti inilah bintang yang akan lahir akan terlihat seperti di beberapa titik di inti bintang. Anda mulai mengalami reaksi fusi nuklir. Pada saat itu bintang akan terus bersinar dan terbakar selama miliaran tahun, atau mungkin sampai kehabisan bahan bakar. Pada titik mana sesuatu yang sangat dahsyat akan terjadi, pada akhir kehidupan bintang itu, pada titik itu, apa yang terjadi pada titik itu sepenuhnya tergantung pada seberapa besar bintang itu.
Saya akan mencoba menjelaskan apa yang terjadi di sini. Ini menunjukkan kepada Anda di sini, jika Anda naik dan turun di sebelah kiri, bagaimana dari awan gas raksasa akan membentuk segala macam bintang berbeda, membentuk banyak bintang yang sangat kecil, membentuk beberapa bintang yang mirip dengan matahari kita, dan sesekali kita akan membentuk beberapa bintang besar yang sangat masif ini atau bintang yang akhirnya berevolusi menjadi lubang hitam. Bagaimana dengan bintang Kita, Matahari. Matahari kita akan berevolusi menjadi sesuatu yang lain, yang Kita sebut katai putih.
Baiklah, izinkan saya memberi tahu Anda sedikit lagi, mengapa itu terjadi? mengapa bintang besar, hanya bintang besar yang menjadi lubang hitam. Anda tahu mungkin tampak memalukan bahwa matahari kita dengan semua kecemerlangannya, hanya akan berakhir menjadi katai putih.
Tanda panah pada gambar berfungsi sebagai ilustrasi keseimbangan dua kekuatan penting yang berbeda. Di satu sisi Anda memiliki gravitasi yang ingin menyatukan semuanya (panah biru) dan di sisi lain Anda memiliki tekanan yang keluar (panah merah). Tekanan itu diciptakan oleh semua energi fusi nuklir yang diproduksi di pusat bintang. Selama kedua gaya ini saling menyeimbangkan satu sama lain, bintang sangat bahagia dan terus bersinar. Inilah yang dilakukan matahari kita saat ini.
Tetapi ketika bintang kehabisan bahan bakar di pusatnya, tekanan padam, tidak ada lagi fusi nuklir. Jadi menurut Anda apa yang terjadi pada titik itu. Baiklah satu-satunya gaya yang tersisa di sini adalah gravitasi. Sehingga bintang akan mulai berkontraksi menjadi lebih kecil dan lebih padat hingga ke titik di mana ada gaya baru yang mulai bekerja. Gaya itu memiliki hubungannya dengan elektron. Elektron menjadi tidak senang untuk dipadatkan bersama-sama. Sehingga mereka melawan dengan menciptakan tekanan luar ini. Pada saat itu kita memiliki bintang kerdil putih.
Apa yang menarik tentang bintang kerdil putih. Di musim panas anda tidak akan melihat begitu banyak tetapi ketika musim dingin tiba, Anda benar-benar dapat melihat katai putih di langit. Jika Anda melihat begitu dekat ke konstalasi orion di langit, Anda dapat menemukan bintang sirius. Itu adalah langit paling terang, bintang paling terang di langit malam. Jadi Anda harus dapat menemukannya.
Apa yang akan Anda lihat adalah bintang utama. Tetapi sebenarnya itu adalah sepasang bintang. Bintang kedua dalam pasangan itu sebenarnya adalah katai putih. Anda dapat melihatnya sebagai titik kecil ini (Bintik pitih pada tanda panah), di sini. Jadi dengan penglihatan mata Anda, berarti Anda benar-benar hanya akan melihat bintang terang yang besar tetapi Anda akan tahu bahwa bintang kerdil putih ada di sana. Sehingga Anda dapat menunjukkan ini kepada teman dan keluarga Anda dan menjelaskan apa itu bintang kerdil putih.
Pemateri: Prof Amélie Saintonge
Judul Asli: A Beginner's Guide to Black Holes
Sumber: https://www.youtube.com/@TheRoyalInstitution
Komentar
Posting Komentar