Lubang hitam dan lubang cacing telah lama menjadi ciri khas banyak filem fiksyen ilmiah dan siri TV, di mana pelancong ruang angkasa menggunakannya untuk melakukan perjalanan melintasi Alam Semesta dengan serta-merta. Apa itu lubang hitam dan lubang cacing, bagaimana masuk akal perjalanan melalui masa dan ruang? Apa kebenaran luar biasa yang ditunjukkan dalam filem fiksyen sains? Ini diberitahu oleh ahli fizik Rusia dari universiti "Projek 5-100".
Apa itu lubang hitam?
Ahli fizik memanggil lubang hitam sebagai kawasan ruang-waktu dengan graviti yang kuat sehingga tidak masalah, tenaga atau maklumat (termasuk cahaya) dapat meninggalkan wilayah ini setelah masuk ke dalamnya. Lubang hitam dibatasi di ruang angkasa oleh cakrawala peristiwa: batas lubang hitam, di mana tidak ada objek atau radiasi yang dapat melarikan diri. Oleh itu, pemerhati di luar lubang hitam tidak dapat memperoleh maklumat mengenai apa yang berlaku di dalamnya.
Menurut relativiti umum, geometri lubang hitam dijelaskan oleh persamaan Einstein, menghubungkan metrik ruang-waktu melengkung dengan sifat-sifat perkara yang mengisinya, dan graviti adalah manifestasi kelengkungan ruang-waktu, kata seorang profesor di Institut Pendidikan dan Ilmiah Graviti dan Kosmologi di Universiti Persahabatan Rakyat Rusia (Universiti RUDN) Kirill Bronnikov.
Para saintis secara teoritis menggambarkan banyak jenis lubang hitam. Mereka berbeza dengan adanya atau tidak adanya putaran, cas elektrik, dan parameter lain yang mungkin. Dipercayai bahawa lubang hitam boleh timbul dari keruntuhan bintang yang cukup besar pada tahap akhir evolusi mereka atau dari turun naik bahan superdensif di awal Alam Semesta,”katanya.
Menurutnya, adalah mustahil untuk melihat lubang hitam, kerana pemerhati luar tidak dapat menerima maklumat langsung dari cakerawala peristiwa. Oleh itu, lubang hitam dapat menampakkan dirinya hanya secara tidak langsung - oleh kelengkungan sinar cahaya yang melintas di dekatnya, oleh radiasi elektromagnetik dari benda sekitar yang jatuh ke dalamnya, dll.
Para saintis masih tidak memahami apakah kawasan dalaman lubang hitam, yang tersembunyi di bawah cakrawala kejadian. Menurut kebanyakan model lubang hitam dalam relativiti umum, ia mesti mempunyai "singularitas" - titik, garis atau permukaan dengan nilai kelengkungan ruang-waktu yang sangat besar, serta ketumpatan dan tekanan jirim. Walau bagaimanapun, banyak penyelidik percaya bahawa sebenarnya ini tidak mungkin.
Video promosi:
"Di sini kita berhadapan dengan had penerapan idea klasik kita tentang ruang-waktu dan memasuki kawasan teori gravitasi kuantum yang belum diketahui," kata Kirill Bronnikov.
Dia bercakap mengenai kemungkinan adanya jenis lubang hitam yang lain - yang disebut "alam semesta hitam". Dari luar, ia boleh kelihatan seperti lubang hitam yang lain. Namun, seorang pemerhati yang telah masuk ke dalamnya, melintasi cakrawala peristiwa, tidak jatuh ke dalam keunikan, tetapi ke alam semesta yang baru berkembang.
Mencari lubang hitam
Pada awal tahun 2019, program pemerhatian interferometer ruang-darat Radioastron telah selesai, dengan resolusi beberapa ribu kali lebih tinggi daripada teleskop angkasa Hubble yang terkenal. "Radioastron" adalah beberapa dozen teleskop radio darat yang paling kuat dan sebuah balai cerap ruang, yang dihubungkan dengan bantuan algoritma khas ke dalam "piring" maya dengan diameter yang jauh lebih besar daripada planet kita.
Radioastron membolehkan ahli astronomi Rusia mencari petunjuk pemerhatian yang jelas mengenai keberadaan di pusat galaksi OJ287 dalam konstelasi Kanser sepasang lubang hitam supermasif yang berputar pada jarak dekat antara satu sama lain, kata ketua makmal untuk penyelidikan asas dan gunaan objek relativistik di Universe Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT)) Yuri Kovalev.
"Pemerhatian kami sesuai dengan ramalan model lubang hitam binari OJ287. Di masa depan, menggunakan interferometer ruang-darat Millimetron, kami merancang untuk belajar pada panjang gelombang yang lebih pendek pada bayang-bayang dan sekitar lubang hitam di galaksi kita dan lain-lain. Ia juga akan membantu menguji kefahaman teori mengenai keberadaan objek lain - "lubang cacing", "katanya.
Terowong ke dimensi lain
"Wormholes" (bahasa Inggeris yang setara dengan nama - lubang cacing, atau lubang cacing) - objek yang paling menarik di alam semesta, kewujudan yang saintis berpendapat. Ini adalah konfigurasi ruang-waktu dalam bentuk sejenis terowong antara wilayah yang jauh di Alam Semesta kita atau bahkan di antara alam semesta yang berbeza.
"Lubang cacing mirip dengan lubang hitam, kerana ia adalah objek yang dilokalisasikan dengan graviti dan kelengkungan ruang yang cukup kuat. Tetapi, tidak seperti lubang hitam, mereka tidak mempunyai "perangkap" - cakrawala peristiwa, oleh itu secara teorinya mereka membenarkan bukan sahaja "masuk", tetapi juga "keluar". Maksudnya, anda dapat melaluinya dan kembali,”kata Sergei Rubin, profesor di Universiti Penyelidikan Nuklear Nasional MEPhI (NRNU MEPhI).
Walaupun fakta bahawa lubang cacing tidak bertentangan dengan relativiti umum dan diramalkan oleh beberapa teori kosmologi, calon sebenar peranan objek tersebut masih belum diketahui. Sebagai tambahan, lubang cacing menunjukkan geometri ruang-waktu yang sangat tidak tipikal, yang memerlukan bahan dengan sifat eksotik (contohnya, dengan ketumpatan tenaga negatif) untuk dikekalkan.
"Penemuan lubang cacing di alam atau penciptaannya di makmal akan berarti revolusi nyata dalam fizik ruang-waktu," saintis itu menekankan.
Sergei Rubin tidak berkongsi kepercayaan ahli astronomi Heino Falke bahawa gambar lubang hitam baru-baru ini di tengah galaksi M87, yang diperoleh dalam projek Event Horizons Telescope, dapat mengesahkan adanya terowong dalam struktur ruang-waktu. Untuk kesimpulan akhir, ketepatan pengukuran tidak mencukupi.
Pada masa yang sama, idea teori mengenai objek ini membantu para saintis untuk lebih memahami sifat ruang-waktu dan graviti.
Bagaimana masuk ke lubang cacing?
Tidak semua filem fiksyen ilmiah mengenai terowong ke dimensi lain jauh dari teori saintifik moden, kata Profesor Universiti Persekutuan Immanuel Kant Baltic (IKBFU) Artem Yurov.
Dalam filem Interstellar, maklumat mengenai lubang hitam dan ruang tambahan sesuai dengan idea ilmiah. Ini tidak menghairankan, kerana penasihat ilmiah filem itu adalah ahli fizik lubang hitam pemenang Hadiah Nobel, Kip Thorne. Dialah yang menghidupkan idea baru tentang adanya lubang cacing,”katanya.
Menurut Artem Yurov, walaupun lubang cacing dibenarkan oleh undang-undang fizik, mereka tidak boleh timbul dengan sendirinya. Namun, mereka dapat dibangun oleh peradaban yang sangat maju dari segi teknikal dan ilmiah.
"Ini tidak mengejutkan, bagaimanapun, sebuah kereta Toyota juga tidak dapat muncul secara spontan, walaupun anda menunggu puluhan miliar tahun - ia mesti dibuat," katanya.
Hari ini ahli fizik sedang memikirkan kemungkinan untuk membentuk lubang cacing yang tidak hancur dengan cepat, dan juga bagaimana menjadikannya cukup besar sehingga molekul-molekul dapat masuk dan tidak runtuh di sana.
Secara hipotesis mungkin menghantar genom manusia melalui lubang cacing. Menurut perhitungan, terdapat juga corong dalam dimensi tambahan, tetapi corongnya masih kecil, 10 hingga minus 31 darjah sentimeter,”kata Sergei Rubin.
Menurut saintis itu, melalui lubang cacing secara hipotetis pada masa akan datang dapat menghantar umat manusia dari alam semesta yang sedang mati ke alam yang lain, yang baru mula hidup. Untuk melakukan ini, tidak perlu menghantar seseorang ke sana secara fizikal - anda boleh menghantar maklumat ke sana, berdasarkan asas yang mana peradaban kita akan dipulihkan secara bebas di Alam Semesta baru.
