lubang hitam (selamatkan duniaku)

Stephen Hawking dan Runtuhnya Lubang Hitam


Stephen Hawking yang pertama kali mengemukakan teka-teki paradoks lubang hitam
pada Juli lalu menyampaikan perubahan pandangannya. Paradoks informasi yang
berumur 30 tahun ini menyatakan bahwa informasi yang masuk lubang hitam akan
lenyap bersama lenyapnya lubang hitam. Kini, lubang hitam dikaji ulang karena
ada banyak kelemahan di dalamnya. Ini jadi bersejarah bagi dunia astrofisika.

Prof Stephen Hawking penulis buku A Brief History of Time dikenal sebagai
ilmuwan yang sangat serius menyelidiki sistem tata surya. Ia menemukan teori
Lubang Hitam dalam sistem astronomi, daerah dalam alam semesta di mana materi,
foton atau partikel dasar maupun isyarat apa pun tak dapat lolos ke luar.
Demikian pula foton dan materi luar yang bergerak terlalu dekat dengan daerah
ini akan tersedot ke dalamnya dan tidak akan dapat lolos lagi.

Bagaimana proses Lubang Hitam terbentuk? Lubang hitam muncul ketika sebuah
bintang yang besar dan padat (masif, berukuran 8-100 kali massa matahari) di
sebuah supernova meredup dan mati dengan membakar seluruh tenaga nuklirnya. Gaya
gravitasi menarik berat mahabesar dari lapisan-lapisan luar bintang itu untuk
ikut meluruh ke arah inti.
Permukaan dari sebuah lubang hitam disebut dengan sebuah event horizon.

Hancurnya gaya gravitasi menjadikan hampir seluruh cahaya tidak dapat melepaskan
diri dan tidak ada satu pun informasi dari permukaan itu yang berhasil lolos.
Sama halnya dengan figur kartun Cheshire Cat yang muncul lalu menghilang dalam
gelap dengan hanya meninggalkan senyumnya, sebuah lubang hitam mewakili bahan-bahan
yang hanya meninggalkan gravitasinya saja.

Sebagian kalangan berpikir banyak lubang hitam kecil terbentuk di awal mula
pembentukan jagat raya, Big Bang. Kemungkinan galaksi kita juga memiliki
berlimpah lubang hitam mini. Tapi, pada prinsipnya, lubang hitam memiliki massa
yang berbeda-beda. Lubang hitam yang terbentuk melalui kematian bintang-bintang
sedikitnya memiliki massa dua kali daripada massa matahari kita. Tetapi
kerapatannya bisa semiliar kali lebih padat daripada matahari kita.

Menurut Hawking, ada dua jenis Lubang Hitam, Lubang Hitam Kecil dan Lubang Hitam
Besar. Mengenai Lubang Hitam Kecil, Hawking mengajukan dugaan sebagai berikut.
Di kala alam semesta ini lahir, terjadi dentaman besar, yang menghasilkan
tekanan yang luar biasa besarnya. Tekanan ini dapat mengakibatkan kantung-kantung
materi tergencet sehingga menjadi sangat kecil dengan rapatan sangat besar. Pada
rapatan yang besar, benda ini menjadi lubang hitam. Lazimnya, lubang hitam
primordial ini berukuran sebesar proton (partikel bermuatan listrik positip yang
terdapat di dalam inti atom) dengan massa satu miliar ton.

Lubang hitam tidak seperti benda-benda pada umumnya; bebatuan, yang secara kasar
memiliki ukuran proporsional dengan akar persegi massa, lubang-lubang hitam
memiliki proporsi radial terhadap massanya. Secara virtual, bintang biasanya
mati dan menghilang dari jagat raya ke bentuk sebuah titik dengan kerapatan yang
tidak terbatas (event horizon) di mana hukum-hukum relativitas umum yang
biasanya berlaku untuk ruang dan waktu luluh.

Hukum-hukum fisika kuantum menyatakan, informasi-informasi itu tidak mungkin
hilang sepenuhnya. Hawking dan teman-temannya berpendapat medan gravitasi
ekstrem dari lubang hitam dapat menjadi pengecualian dari hukum- hukum itu.
Radius sebuah lubang hitam (Rs) = 2MG/v2. Di mana M adalah massa lubang hitam, G
adalah konstanta Gravitasi, dan v adalah kecepatan yang dibutuhkan suatu objek
untuk menghindar dari gaya tarik gravitasi. Untuk kasus lubang hitam v adalah c
atau kecepatan cahaya. Menurut Hawking, ada dua jenis Lubang Hitam, Lubang Hitam
Kecil dan Lubang Hitam Besar.

Untuk mengerti dan mengapresiasi pentingnya paradoks informasi ini dalam ilmu
fisika harus perlu dipahami apa dan sifat-sifat lubang hitam. Lubang hitam
adalah benda angkasa yang terbentuk sedemikian rupa sehingga memiliki gaya tarik
besar sekali. Tidak sesuatu pun dalam jangkauan medan gravitasinya akan terbebas
dari gaya tariknya.

Lubang hitam bisa terbentuk dari sebuah bintang tua. Pada bintang kumpulan gas-gas
partikel terjadi reaksi fusi nuklir pada pusatnya yang memampukan partikel-partikel
gas tadi untuk tidak tertarik ke pusat bintang oleh gravitasinya sendiri. Jika
bahan bakar reaksi fusi habis, gaya dorong ke luar tidak lagi dihasilkan.
Akibatnya, partikel-partikel gas akan tersedot ke pusat gravitasi dan menekan
seluruh massa bintang jadi lubang hitam.

Setelah hampir selama 30 tahun berkeyakinan bahwa lubang hitam (black hole)
menelan dan menghancurkan segala sesuatu yang terperangkap di dalamnya,
fisikawan antariksa Stephen Hawking berubah pikiran. Hawking mengaku telah salah
meletakkan argumen kunci tentang perilaku lubang hitam itu.

Dalam konferensi internasional tentang Relativitas Umum dan Gravitasi ke-17,
Juli 2004, Hawking mengumumkan apa yang ia percayai keliru. Menurut dia,
informasi yang ditelan lubang hitam mungkin bisa ditelusuri kembali dalam bentuk
yang membingungkan. Ini memungkinkan penyatuan teori gravitasi dan mekanika
kuantum.

Informasi-informasi yang ada dalam lubang hitam itu ternyata memungkinkan untuk
melepaskan diri. Temuan barunya itu bahkan dapat membantu memecahkan paradoks
informasi di lubang hitam yang selama ini menjadi teka-teki besar dalam fisika
modern. Saya telah memikirkan tentang permasalahan ini selama 30 tahun terakhir,
dan saya kira kini saya telah memiliki jawabannya, kata Hawking.

Menurutnya, sebuah lubang hitam hanya muncul untuk membentuk diri tetapi
belakangan membuka diri dan melepaskan informasi tentang apa yang telah terjatuh
ke dalamnya. Jadi kita dapat memastikan tentang masa lalu dan memprediksikan
yang akan datang.

Paradoks dan Kemungkinan Lain
Jika informasi benar-benar hilang dalam lubang hitam, maka ada beberapa prinsip
mekanika kuantum yang dilanggar. Yang pertama adalah prinsip mikroreversibilitas.
Sebagaimana pendapat para peneliti di The Center for Nuclear Studies GWU
Washington DC, paradigma mekanika kuantum, setiap proses fisis dapat dibalik
kejadiannya.

Maka informasi akhir bisa digunakan menelusuri informasi awal proses. Lubang
hitam adalah sumber irreversibilitas di semesta karena salah satu pasangan
partikel yang tercipta pada produksi pasangan berada di luar cakrawala peristiwa
tidak mengandung bit informasi tentang apa yang terjadi di sisi dalam cakrawala
peristiwa.

Prinsip selanjutnya yang dilanggar adalah unitarity. Propagasi informasi dari
keadaan awal ke keadaan akhir secara matematis mengalami evolusi yang unitary.
Artinya, fluks dijamin utuh. Menurut Preskill, profesor informasi kuantum di
California Institute of Technology (Caltech), yang terjadi pada lubang hitam
adalah keadaan awal informasi yang murni berevolusi menjadi keadaan yang
bercampur. Keadaan ini melanggar prinsip unitarity.

Lebih parah lagi, prinsip kekekalan energi juga harus dilanggar. Dalam kekekalan
energi hilangnya informasi dalam bentuk materi harus diiringi terciptanya energi
sangat besar. Jika paradoks ini benar, alam semesta akan bersuhu sekitar 1.031
derajat hanya dalam beberapa detik, yang dalam kenyataan tidak terjadi.

Atas semua polemik yang rumit di atas, Hawking tetap pantas menerima acungan
jempol. Sebab, teori lubang hitam telah membuka cakrawala baru dalam jagat
fisika dan ilmu pengetahuan secara umum. Pascalubang hitam, apakah ilmuwan akan
menemukan lubang putih? Masih teka-teki tentunya. Yang jelas manusia terus
tertuntut untuk mencari dan mencari.

disadur dari adi maulana(alumni stti bandung)