Dengan nama mereka, lubang hitam menimbulkan misteri. Mereka tidak dapat diobservasi, tidak terkawal dan-selama lebih daripada 50 tahun selepas ramalan pertama mereka pada tahun 1916-belum ditemui. Ahli astronomi telah menemui bukti lubang hitam di alam semesta kita, termasuk supermasif di pusat Bima Sakti kita sendiri. Masih banyak yang tidak diketahui tentang semangat kosmik ini, termasuk apa yang sebenarnya berlaku kepada barangan yang mereka menyedut dengan graviti titanic mereka.
Kandungan Terkait
- Bagaimana Astropisika Menemukan Lubang Hitam Di Mana Tidak Ada Satu Lain
- Ahli astronomi semakin hampir daripada melihat lubang hitam
- Lubang Hitam Supermassive boleh menjadi lebih biasa daripada pemikiran sebelumnya
Lima puluh tahun yang lalu, ahli fizik John Wheeler membantu mempopularkan istilah "lubang hitam" sebagai perihalan bagi sisa-sisa bintang-bintang supermasif yang runtuh. Menurut Wheeler, yang mencipta dan mempopularkan beberapa istilah astronomi terkenal seperti "cacing", cadangan itu datang dari seorang ahli penonton di persidangan astronomi di mana dia bercakap, selepas dia berulang kali menggunakan frasa "objek runtuh secara graviti untuk menggambarkan kosmik gergasi.
"Nah, selepas saya menggunakan ungkapan itu empat atau lima kali, seseorang di dalam penonton berkata, 'Kenapa kamu tidak memanggilnya lubang hitam.' Jadi saya mengamalkan itu, "kata Wheeler kepada penulis sains Marcia Bartusiak.
Wheeler memberikan nama kepada idea yang pertama kali diterokai oleh Albert Einstein 50 tahun yang lalu, dalam teori relativiti umumnya yang berpengaruh. Teori Einstein menunjukkan bahawa graviti adalah akibat dari penyelewengan ruang dan masa oleh jisim objek. Walaupun Einstein sendiri menentang pernah mengakui kemungkinan lubang hitam, ahli fizik lain menggunakan asasnya untuk memakan raksasa galaksi. Ahli fizikal J. Robert Oppenheimer, ketenaran bom atom, yang dikenali sebagai "bintang beku" ini merujuk kepada ciri utama yang digariskan oleh ahli fizik Karl Schwarzschild tidak lama selepas Einstein menerbitkan teorinya.
Ciri itu ialah "cakrawala acara": garis mengelilingi lubang hitam di mana ia menjadi mustahil untuk melepaskan diri. Horizon sedemikian wujud kerana, pada jarak tertentu, kelajuan yang diperlukan untuk mana-mana atom untuk melepaskan diri dari graviti lubang hitam menjadi lebih tinggi daripada kelajuan cahaya-had laju alam semesta. Selepas anda menyeberang ufuk peristiwa, difikirkan, semua perkara yang merangkumi anda digerakkan dengan kekerasan oleh daya graviti yang kuat dan akhirnya dihancurkan ke titik ketumpatan tak terhingga di tengah lubang hitam, yang dipanggil singulariti. Tidak betul-betul cara yang menyenangkan untuk pergi.
Penjelasan terperinci tentang kematian melalui lubang hitam, bagaimanapun, adalah teori. Gravitasi yang kuat dari lubang hitam mengganggu peredaran masa sehingga para pemerhati di luar lubang hitam, benda yang jatuh ke dalamnya kelihatan lambat dan "membekukan" di dekat cakrawala peristiwa, sebelum hanya memudar. (Yang berbunyi lebih bagus.)
Dalam erti kata lain, walaupun kepentingan ufuk peristiwa ini, saintis tidak pernah membuktikan kewujudannya secara langsung. Dan kerana kesukaran mencari lubang hitam (kerana cahaya tidak dapat melepaskan mereka, mereka tidak kelihatan dengan kebanyakan teleskop), lebih kurang memerhati mereka, tidak banyak peluang untuk dicuba. Dalam ketiadaan bukti yang meyakinkan, beberapa ahli astrofizik telah berteori bahawa beberapa objek yang kita panggil lubang hitam mungkin berbeza secara dramatik daripada apa yang telah kita percaya, tanpa keunikan dan tidak ada kejadian kejadian. Sebaliknya, mereka boleh menjadi objek sejuk, gelap, padat dengan permukaan keras.
Keraguan lubang hitam ini mula menarik keraguannya sendiri, namun, sebagai teleskop akhirnya menangkap lubang hitam dalam perbuatan sesuatu yang luar biasa. Dalam tempoh tujuh tahun yang lalu, "orang mula melihat bintang jatuh ke lubang hitam, " kata Pawan Kumar, ahli astrofisika di University of Texas di Austin, di mana Wheeler mengajar fizik teori selama satu dekad. "Ini adalah perkara yang sangat terang yang boleh dilihat dari berbilion tahun cahaya."
Lebih banyak lagi yang menelan bintang yang cerah, agak cepat telah diperhatikan. Tahun lalu Kumar memutuskan bahawa pelepasan cahaya ini akan membuat ujian yang baik untuk membuktikan kewujudan cakrawala acara. "Kebanyakan orang di dalam masyarakat menganggap tidak ada permukaan keras, " kata Kumar. Walau bagaimanapun, beliau menekankan, "dalam sains, seseorang perlu berhati-hati. Anda memerlukan bukti."
Jadi pada tahun 2016, Kumar dan rakannya Ramesh Narayan, Pusat Harvard-Smithsonian untuk Astrophysics, bekerja untuk mengira apa kesan yang anda harapkan untuk melihat jika bintang yang ditelan oleh lubang hitam benar-benar bertembung dengan permukaan yang keras. Ia sama seperti menghancurkan objek terhadap batu, kata Kumar, mencipta tenaga kinetik yang kuat yang akan dipancarkan sebagai haba dan cahaya selama berbulan-atau bahkan bertahun-tahun.
Namun, imbasan data teleskop selama tiga setengah tahun tidak menemui sebarang tanda cahaya yang dia dan Narayan dikira akan dilepaskan jika bintang melanda lubang hitam yang keras. Berdasarkan kebarangkalian, penyelidik telah meramalkan bahawa mereka sepatutnya menemui sekurang-kurangnya 10 contoh sepanjang tempoh tersebut.
Kumar menyeru penyelidikan ini, yang diterbitkan tahun ini dalam Notis Bulanan Jurnal Persatuan Astronomi Diraja, sebuah "langkah besar" untuk membuktikan kewujudan cakrawala acara. Tetapi ia masih tidak cukup bukti. Lubang hitam permukaan keras secara teoritis masih wujud dalam pengiraan kajiannya. Tetapi jejari permukaan itu perlu berada dalam jarak kira-kira satu milimeter jejari Schwarzschild lubang hitam, atau titik di mana kelajuan yang diperlukan untuk melepaskan graviti itu akan sama dengan kelajuan cahaya. (Perhatikan bahawa jejari Schwarzschild tidak selalunya sama dengan cakera peristiwa, kerana objek bintang lain mempunyai graviti juga).
"Batasan kertas ini meletakkan radius permukaan padat mungkin-4000 peratus daripada luar jejari Schwarzschild untuk objek padat supermassive-sangat menarik, " kata Bernard Kelly, ahli astrofizik NASA yang tidak terlibat dalam penyelidikan ini.
Kumar sudahpun mempunyai penyelidikan dalam perancangan untuk menyempitkan had itu lebih jauh lagi, ke titik di mana ia akan hampir pasti bahawa tiada lubang hitam permukaan keras mungkin boleh wujud. Itu, baginya, bukti yang boleh dipercayai bahawa lubang hitam tradisional adalah satu-satunya lubang hitam yang menduduki alam semesta kita. "Jika ia selesai, ia akan cukup banyak dalam pandangan saya menutup padang, " kata Kumar. "Kami akan mempunyai bukti kukuh bahawa teori Einstein betul."
