Lubang hitam yang misterius dan sulit dipahami. Hukum fisika menegaskan kemungkinan keberadaan mereka di alam semesta, namun masih banyak pertanyaan yang tersisa. Banyak pengamatan menunjukkan bahwa lubang ada di alam semesta dan terdapat lebih dari satu juta objek seperti itu.

Apa itu lubang hitam?

Pada tahun 1915, ketika memecahkan persamaan Einstein, fenomena seperti “lubang hitam” telah diprediksi. Namun, komunitas ilmiah baru tertarik pada mereka pada tahun 1967. Mereka kemudian disebut “bintang runtuh”, “bintang beku”.

Saat ini, lubang hitam adalah wilayah ruang dan waktu yang memiliki gravitasi sedemikian rupa sehingga seberkas cahaya pun tidak dapat lepas darinya.

Bagaimana lubang hitam terbentuk?

Ada beberapa teori kemunculan lubang hitam, yang terbagi menjadi hipotetis dan realistis. Teori realistis yang paling sederhana dan paling luas adalah teori keruntuhan gravitasi bintang-bintang besar.

Ketika sebuah bintang yang cukup masif, sebelum “kematian”, bertambah besar dan menjadi tidak stabil, sehingga menghabiskan bahan bakar terakhirnya. Pada saat yang sama, massa bintang tetap tidak berubah, tetapi ukurannya mengecil seiring dengan terjadinya apa yang disebut densifikasi. Dengan kata lain, ketika dipadatkan, inti yang berat “jatuh” ke dalam dirinya sendiri. Sejalan dengan ini, pemadatan menyebabkan peningkatan tajam suhu di dalam bintang dan lapisan luar benda langit terkoyak, dari mana bintang-bintang baru terbentuk. Pada saat yang sama, di pusat bintang, inti jatuh ke “pusat”nya sendiri. Sebagai akibat dari aksi gaya gravitasi, pusatnya runtuh ke suatu titik - yaitu, gaya gravitasi begitu kuat sehingga menyerap inti yang dipadatkan. Beginilah lahirnya lubang hitam, yang mulai mendistorsi ruang dan waktu sehingga cahaya pun tidak bisa lepas darinya.

Di pusat semua galaksi terdapat lubang hitam supermasif. Menurut teori relativitas Einstein:

“Setiap massa mendistorsi ruang dan waktu.”

Sekarang bayangkan betapa lubang hitam mendistorsi ruang dan waktu, karena massanya sangat besar dan pada saat yang sama terjepit ke dalam volume yang sangat kecil. Kemampuan ini menimbulkan keanehan sebagai berikut:

“Lubang hitam memiliki kemampuan untuk menghentikan waktu dan memampatkan ruang. Karena distorsi ekstrem ini, lubang-lubang tersebut menjadi tidak terlihat oleh kita.”

Jika lubang hitam tidak terlihat, bagaimana kita tahu keberadaannya?

Ya, meskipun lubang hitam tidak terlihat, namun harusnya terlihat karena materi yang jatuh ke dalamnya. Serta gas bintang, yang tertarik oleh lubang hitam; ketika mendekati cakrawala peristiwa, suhu gas mulai naik ke nilai yang sangat tinggi, yang menyebabkan cahaya. Inilah sebabnya mengapa lubang hitam bersinar. Berkat cahaya ini, meski lemah, para astronom dan astrofisikawan menjelaskan keberadaan sebuah benda di pusat galaksi yang bervolume kecil namun bermassa besar. Saat ini, dari hasil observasi, telah ditemukan sekitar 1000 objek yang perilakunya mirip dengan lubang hitam.

Lubang hitam dan galaksi

Bagaimana lubang hitam bisa mempengaruhi galaksi? Pertanyaan ini mengganggu para ilmuwan di seluruh dunia. Ada hipotesis yang menyatakan bahwa lubang hitam yang terletak di pusat galaksilah yang mempengaruhi bentuk dan evolusinya. Dan ketika dua galaksi bertabrakan, lubang hitam bergabung dan selama proses ini sejumlah besar energi dan materi dilepaskan sehingga bintang-bintang baru terbentuk.

Jenis lubang hitam

• Menurut teori yang ada, ada tiga jenis lubang hitam: bintang, supermasif, dan mini. Dan masing-masing dibentuk dengan cara yang khusus.
• - Lubang hitam bermassa bintang, ia tumbuh hingga ukuran yang sangat besar dan runtuh.
  - Lubang hitam supermasif, yang massanya setara jutaan Matahari, kemungkinan besar ada di pusat hampir semua galaksi, termasuk Bima Sakti. Para ilmuwan masih memiliki hipotesis berbeda mengenai pembentukan lubang hitam supermasif. Sejauh ini, hanya satu hal yang diketahui – lubang hitam supermasif adalah produk sampingan dari pembentukan galaksi. Lubang hitam supermasif - berbeda dari lubang hitam biasa karena ukurannya sangat besar, tetapi kepadatannya secara paradoks rendah.
• - Belum ada yang bisa mendeteksi miniatur lubang hitam yang massanya lebih kecil dari Matahari. Ada kemungkinan bahwa lubang mini terbentuk tak lama setelah "Big Bang", yang merupakan awal mula keberadaan alam semesta kita (sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu).
• - Baru-baru ini, sebuah konsep baru diperkenalkan sebagai “lubang hitam putih”. Ini masih merupakan lubang hitam hipotetis, yang merupakan kebalikan dari lubang hitam. Stephen Hawking aktif mempelajari kemungkinan adanya lubang putih.
• - Lubang hitam kuantum - sejauh ini hanya ada dalam teori. Lubang hitam kuantum dapat terbentuk ketika partikel ultra-kecil bertabrakan akibat reaksi nuklir.
• - Lubang hitam primer juga merupakan sebuah teori. Mereka dibentuk segera setelah asalnya.

Saat ini, masih banyak pertanyaan terbuka yang belum terjawab oleh generasi mendatang. Misalnya, apakah yang disebut “lubang cacing” benar-benar ada, yang dengannya seseorang dapat melakukan perjalanan melintasi ruang dan waktu. Apa sebenarnya yang terjadi di dalam lubang hitam dan hukum apa yang dipatuhi oleh fenomena ini. Lalu bagaimana dengan hilangnya informasi di lubang hitam?

Setiap orang yang mengenal astronomi cepat atau lambat akan merasakan rasa ingin tahu yang kuat tentang objek paling misterius di Alam Semesta - lubang hitam. Ini adalah penguasa kegelapan sejati, yang mampu "menelan" atom apa pun yang lewat di dekatnya dan bahkan tidak membiarkan cahaya keluar - daya tarik mereka begitu kuat. Benda-benda ini menimbulkan tantangan nyata bagi fisikawan dan astronom. Yang pertama belum dapat memahami apa yang terjadi pada materi yang jatuh ke dalam lubang hitam, dan yang terakhir, meskipun mereka menjelaskan fenomena yang paling memakan energi di ruang angkasa melalui keberadaan lubang hitam, belum pernah memiliki kesempatan untuk mengamatinya secara langsung. . Kami akan memberi tahu Anda tentang benda-benda langit yang menarik ini, mencari tahu apa saja yang telah ditemukan dan apa yang masih harus dipelajari untuk mengungkap tabir kerahasiaan.

Apa itu lubang hitam?

Nama "lubang hitam" (dalam bahasa Inggris - lubang hitam) diusulkan pada tahun 1967 oleh fisikawan teoretis Amerika John Archibald Wheeler (lihat foto di sebelah kiri). Ini berfungsi untuk menunjuk pada benda langit, yang daya tariknya begitu kuat sehingga bahkan cahaya pun tidak dapat lepas dengan sendirinya. Itu sebabnya warnanya “hitam” karena tidak memancarkan cahaya.

Pengamatan tidak langsung

Inilah alasan misteri tersebut: karena lubang hitam tidak bersinar, kita tidak dapat melihatnya secara langsung dan terpaksa mencari dan mempelajarinya hanya dengan menggunakan bukti tidak langsung yang keberadaannya tertinggal di ruang sekitarnya. Dengan kata lain, jika sebuah lubang hitam menelan sebuah bintang, kita tidak dapat melihat lubang hitam tersebut, namun kita dapat mengamati dampak buruk dari medan gravitasinya yang kuat.

intuisi Laplace

Meskipun ungkapan “lubang hitam” untuk menunjukkan tahap akhir hipotetis dari evolusi sebuah bintang yang runtuh di bawah pengaruh gravitasi relatif baru, gagasan tentang kemungkinan keberadaan benda-benda semacam itu telah muncul lebih dari dua kali. berabad-abad yang lalu. John Michell dari Inggris dan Pierre-Simon de Laplace dari Prancis secara independen membuat hipotesis tentang keberadaan “bintang tak terlihat”; pada saat yang sama, mereka didasarkan pada hukum dinamika biasa dan hukum gravitasi universal Newton. Saat ini, lubang hitam telah mendapatkan deskripsi yang benar berdasarkan teori relativitas umum Einstein.

Dalam karyanya “Exposition of the System of the World” (1796), Laplace menulis: “Sebuah bintang terang dengan kepadatan yang sama dengan Bumi, dengan diameter 250 kali lebih besar dari diameter Matahari, berkat gravitasinya daya tarik, mencegah sinar cahaya mencapai kita. Oleh karena itu, ada kemungkinan benda langit terbesar dan paling terang tidak terlihat karena alasan ini.”

Gravitasi yang tak terkalahkan

Ide Laplace didasarkan pada konsep kecepatan lepas (kecepatan kosmik kedua). Lubang hitam adalah objek yang sangat padat sehingga gravitasinya bahkan mampu menahan cahaya, yang menghasilkan kecepatan tertinggi di alam (hampir 300.000 km/s). Dalam praktiknya, untuk keluar dari lubang hitam membutuhkan kecepatan yang lebih besar dari kecepatan cahaya, tetapi ini tidak mungkin!

Artinya, bintang semacam ini tidak akan terlihat, karena cahaya pun tidak akan mampu mengatasi gravitasinya yang kuat. Einstein menjelaskan fakta ini melalui fenomena pembelokan cahaya akibat pengaruh medan gravitasi. Kenyataannya, di dekat lubang hitam, ruang-waktu sangat melengkung sehingga lintasan sinar cahaya juga menutup dengan sendirinya. Untuk mengubah Matahari menjadi lubang hitam, kita harus memusatkan seluruh massanya dalam sebuah bola dengan radius 3 km, dan Bumi harus berubah menjadi bola dengan radius 9 mm!

Jenis lubang hitam

Sekitar sepuluh tahun yang lalu, pengamatan menunjukkan adanya dua jenis lubang hitam: lubang hitam bintang, yang massanya sebanding dengan massa Matahari atau sedikit melebihi massa Matahari, dan supermasif, yang massanya berkisar antara beberapa ratus ribu hingga jutaan massa Matahari. . Namun, baru-baru ini, gambar sinar-X dan spektrum resolusi tinggi yang diperoleh dari satelit buatan seperti Chandra dan XMM-Newton memunculkan jenis lubang hitam ketiga - dengan massa rata-rata melebihi massa Matahari sebanyak ribuan kali. .

Lubang hitam bintang

Lubang hitam bintang diketahui lebih awal dibandingkan lubang hitam lainnya. Mereka terbentuk ketika sebuah bintang bermassa besar, di akhir jalur evolusinya, menghabiskan cadangan bahan bakar nuklirnya dan runtuh karena gravitasinya sendiri. Ledakan yang mengguncang sebuah bintang (fenomena yang dikenal sebagai “ledakan supernova”) mempunyai konsekuensi bencana: jika inti bintang lebih dari 10 kali massa Matahari, tidak ada gaya nuklir yang dapat menahan keruntuhan gravitasi yang akan mengakibatkan penciptaan dari lubang hitam.

Lubang hitam supermasif

Lubang hitam supermasif, yang pertama kali ditemukan di inti beberapa galaksi aktif, memiliki asal usul yang berbeda. Ada beberapa hipotesis mengenai kelahiran mereka: lubang hitam bintang, yang selama jutaan tahun melahap semua bintang di sekitarnya; sekelompok lubang hitam yang menyatu; awan gas raksasa yang runtuh langsung ke dalam lubang hitam. Lubang hitam ini adalah salah satu objek paling energik di luar angkasa. Mereka terletak di pusat banyak, jika tidak semua, galaksi. Galaksi kita juga memiliki lubang hitam. Terkadang, karena adanya lubang hitam tersebut, inti galaksi tersebut menjadi sangat terang. Galaksi dengan lubang hitam di pusatnya, dikelilingi oleh sejumlah besar materi yang jatuh sehingga mampu menghasilkan energi dalam jumlah besar, disebut "aktif" dan intinya disebut "inti galaksi aktif" (AGN). Misalnya, quasar (objek kosmik terjauh dari kita yang dapat diamati oleh kita) adalah galaksi aktif di mana kita hanya melihat inti yang sangat terang.

Sedang dan mini

Misteri lainnya adalah lubang hitam bermassa sedang, yang menurut penelitian terbaru, mungkin berada di pusat beberapa gugus bola, seperti M13 dan NCC 6388. Banyak astronom yang skeptis terhadap objek ini, namun beberapa penelitian baru menunjukkan adanya lubang hitam berukuran sedang bahkan di dekat pusat Galaksi kita. Fisikawan Inggris Stephen Hawking juga mengemukakan asumsi teoretis tentang keberadaan lubang hitam jenis keempat - sebuah "lubang mini" dengan massa hanya satu miliar ton (yang kira-kira sama dengan massa gunung besar). Kita berbicara tentang benda-benda primer, yaitu benda-benda yang muncul pada saat-saat pertama kehidupan Alam Semesta, ketika tekanannya masih sangat tinggi. Namun, belum ada satu pun jejak keberadaan mereka yang ditemukan.

Cara menemukan lubang hitam

Beberapa tahun yang lalu, cahaya muncul di atas lubang hitam. Berkat instrumen dan teknologi yang terus ditingkatkan (baik di darat maupun di luar angkasa), objek-objek ini menjadi semakin tidak misterius; lebih tepatnya, ruang di sekitar mereka menjadi kurang misterius. Faktanya, karena lubang hitam itu sendiri tidak terlihat, kita hanya dapat mengenalinya jika ia dikelilingi oleh cukup banyak materi (bintang dan gas panas) yang mengorbit di sekitarnya dalam jarak dekat.

Menonton sistem biner

Beberapa lubang hitam bintang telah ditemukan dengan mengamati gerakan orbit sebuah bintang di sekitar bintang pendampingnya yang tak terlihat dalam sistem biner. Sistem biner dekat (yaitu, terdiri dari dua bintang yang sangat dekat satu sama lain), di mana salah satu bintang pendampingnya tidak terlihat, adalah objek pengamatan favorit bagi ahli astrofisika yang mencari lubang hitam.

Indikasi keberadaan lubang hitam (atau bintang neutron) adalah kuatnya pancaran sinar-X yang disebabkan oleh mekanisme kompleks yang secara skematis dapat digambarkan sebagai berikut. Berkat gravitasinya yang kuat, lubang hitam dapat merobek materi dari bintang pendampingnya; gas ini menyebar ke piringan datar dan berputar ke dalam lubang hitam. Gesekan akibat tumbukan antar partikel gas yang jatuh memanaskan lapisan dalam piringan hingga beberapa juta derajat, yang menyebabkan radiasi sinar-X yang kuat.

Pengamatan sinar-X

Pengamatan sinar-X terhadap objek-objek di Galaksi kita dan galaksi-galaksi tetangganya, yang dilakukan selama beberapa dekade, telah memungkinkan untuk mendeteksi sumber-sumber biner kompak, sekitar selusin di antaranya merupakan sistem yang mengandung kandidat lubang hitam. Masalah utamanya adalah menentukan massa benda langit yang tidak terlihat. Massa (meskipun tidak terlalu tepat) dapat ditemukan dengan mempelajari gerakan pendampingnya atau, yang lebih sulit lagi, dengan mengukur intensitas radiasi sinar-X dari material yang jatuh. Intensitas ini dihubungkan oleh persamaan massa benda tempat zat tersebut jatuh.

Pemenang Nobel

Hal serupa juga berlaku untuk lubang hitam supermasif yang diamati di inti banyak galaksi, yang massanya diperkirakan dengan mengukur kecepatan orbit gas yang jatuh ke dalam lubang hitam. Dalam hal ini, disebabkan oleh kuatnya medan gravitasi suatu benda yang sangat besar, peningkatan pesat kecepatan awan gas yang mengorbit di pusat galaksi terdeteksi oleh pengamatan dalam jangkauan radio, serta sinar optik. Pengamatan dalam rentang sinar-X dapat memastikan peningkatan pelepasan energi yang disebabkan oleh materi yang jatuh ke dalam lubang hitam. Penelitian sinar-X dimulai pada awal tahun 1960-an oleh Riccardo Giacconi dari Italia, yang bekerja di AS. Hadiah Nobelnya pada tahun 2002 mengakui "kontribusi perintisnya pada astrofisika yang mengarah pada penemuan sumber sinar-X di luar angkasa."

Cygnus X-1: kandidat pertama

Galaksi kita tidak kebal terhadap kehadiran calon objek lubang hitam. Untungnya, tidak satu pun dari benda-benda tersebut yang cukup dekat dengan kita sehingga dapat menimbulkan ancaman bagi keberadaan Bumi atau tata surya. Meskipun sejumlah besar sumber sinar-X kompak yang telah diidentifikasi (dan kemungkinan besar ini adalah kandidat lubang hitam), kami tidak yakin bahwa sumber tersebut benar-benar mengandung lubang hitam. Satu-satunya di antara sumber-sumber ini yang tidak memiliki versi alternatif adalah sistem biner dekat Cygnus X-1, yaitu sumber radiasi sinar-X paling terang di konstelasi Cygnus.

Bintang besar

Sistem ini, yang periode orbitnya 5,6 hari, terdiri dari bintang biru yang sangat terang berukuran besar (diameternya 20 kali lipat Matahari, dan massanya sekitar 30 kali lebih besar), mudah terlihat bahkan dengan teleskop Anda, dan sebuah bintang kedua yang tidak terlihat, yang massanya diperkirakan beberapa massa matahari (hingga 10). Terletak 6.500 tahun cahaya jauhnya, bintang kedua akan terlihat sempurna jika itu adalah bintang biasa. Sifatnya yang tidak terlihat, emisi sinar-X yang kuat yang dihasilkan oleh sistem, dan, akhirnya, perkiraan massanya membuat sebagian besar astronom percaya bahwa ini adalah penemuan lubang hitam bintang yang pertama dan terkonfirmasi.

Keraguan

Namun, ada juga yang skeptis. Diantaranya adalah salah satu peneliti lubang hitam terbesar, fisikawan Stephen Hawking. Dia bahkan bertaruh dengan rekannya dari Amerika Keel Thorne, seorang pendukung setia mengklasifikasikan objek Cygnus X-1 sebagai lubang hitam.

Perdebatan mengenai identitas objek Cygnus X-1 bukanlah satu-satunya pilihan Hawking. Setelah mengabdikan sembilan tahun untuk studi teoretis tentang lubang hitam, ia menjadi yakin akan kekeliruan gagasan sebelumnya tentang objek misterius ini. Secara khusus, Hawking berasumsi bahwa materi, setelah jatuh ke dalam lubang hitam, menghilang selamanya, dan dengan itu semua bagasi informasinya hilang. Dia sangat yakin akan hal ini sehingga dia bertaruh pada topik ini pada tahun 1997 dengan rekannya dari Amerika John Preskill.

Mengakui kesalahan

Pada tanggal 21 Juli 2004, dalam pidatonya di Kongres Teori Relativitas di Dublin, Hawking mengakui bahwa Preskill benar. Lubang hitam tidak menyebabkan hilangnya materi sepenuhnya. Terlebih lagi, mereka memiliki “ingatan” tertentu. Mereka mungkin mengandung jejak dari apa yang telah mereka konsumsi. Jadi, dengan “menguap” (yaitu, memancarkan radiasi secara perlahan akibat efek kuantum), mereka dapat mengembalikan informasi ini ke Alam Semesta kita.

Lubang hitam di Galaksi

Para astronom masih meragukan keberadaan lubang hitam bintang (seperti yang dimiliki sistem biner Cygnus X-1) di Galaksi kita; namun keraguan mengenai lubang hitam supermasif jauh lebih sedikit.

Berada di tengah

Galaksi kita memiliki setidaknya satu lubang hitam supermasif. Sumbernya, yang dikenal sebagai Sagitarius A*, tepatnya terletak di tengah bidang Bima Sakti. Namanya dijelaskan oleh fakta bahwa ini adalah sumber radio paling kuat di konstelasi Sagitarius. Di arah inilah pusat geometris dan fisik sistem galaksi kita berada. Terletak sekitar 26.000 tahun cahaya jauhnya, lubang hitam supermasif yang terkait dengan sumber gelombang radio Sagitarius A* diperkirakan memiliki massa sekitar 4 juta massa matahari, terkandung dalam ruang yang volumenya sebanding dengan volume tata surya. Jaraknya yang relatif dekat dengan kita (sejauh ini merupakan lubang hitam supermasif terdekat dengan Bumi) telah menyebabkan objek tersebut dipelajari secara dekat dalam beberapa tahun terakhir oleh observatorium luar angkasa Chandra. Ternyata, khususnya, ia juga merupakan sumber radiasi sinar-X yang kuat (tetapi tidak sekuat sumber di inti galaksi aktif). Sagitarius A* mungkin merupakan sisa-sisa aktif dari inti aktif Galaksi kita jutaan atau miliaran tahun yang lalu.

Lubang hitam

Lubang hitam adalah wilayah terbatas di luar angkasa yang gaya gravitasinya begitu kuat sehingga bahkan foton radiasi cahaya pun tidak dapat meninggalkannya, karena tidak mampu melepaskan diri dari pelukan gravitasi yang tanpa ampun.

Bagaimana lubang hitam terbentuk?

Para ilmuwan percaya bahwa mungkin ada beberapa jenis lubang hitam. Salah satu jenisnya dapat terbentuk ketika sebuah bintang masif tua mati. Di alam semesta, bintang lahir dan mati setiap hari.

Jenis lubang hitam lainnya diyakini sebagai massa gelap yang sangat besar di pusat galaksi. Benda hitam kolosal terbentuk dari jutaan bintang. Terakhir, ada lubang hitam mini, seukuran kepala peniti atau kelereng kecil. Lubang hitam semacam itu terbentuk ketika massa dalam jumlah yang relatif kecil dipadatkan menjadi ukuran yang sangat kecil.

Jenis lubang hitam pertama terbentuk ketika sebuah bintang, yang berukuran 8 hingga 100 kali lebih besar dari Matahari kita, mengakhiri hidupnya dengan ledakan besar. Apa yang tersisa dari bintang tersebut berkontraksi, atau, secara ilmiah, menyebabkan keruntuhan. Di bawah pengaruh gravitasi, kompresi partikel bintang menjadi semakin erat. Para astronom percaya bahwa di pusat Galaksi kita - Bima Sakti - terdapat lubang hitam besar yang massanya melebihi massa satu juta matahari.

Materi terkait:

Fakta menarik tentang bintang

Mengapa lubang hitam berwarna hitam?

Gravitasi hanyalah daya tarik suatu materi terhadap materi lainnya. Jadi, semakin banyak materi berkumpul di satu tempat, semakin besar pula gaya tarik menariknya. Di permukaan bintang yang sangat padat, karena massa yang sangat besar terkonsentrasi dalam satu volume yang terbatas, gaya tarik-menariknya sangat kuat.

Ketika bintang semakin menyusut, gaya gravitasi meningkat sedemikian rupa sehingga cahaya bahkan tidak dapat dipancarkan dari permukaannya. Materi dan cahaya diserap secara permanen oleh bintang, sehingga disebut lubang hitam. Para ilmuwan belum memiliki bukti jelas mengenai keberadaan lubang hitam megamasif tersebut. Mereka berkali-kali mengarahkan teleskopnya ke pusat-pusat galaksi, termasuk pusat Galaksi kita, untuk menjelajahi kawasan aneh tersebut dan akhirnya mendapatkan bukti keberadaan lubang hitam tipe kedua.

Lubang hitam merupakan wilayah khusus di luar angkasa. Ini adalah akumulasi materi hitam tertentu, yang mampu menarik ke dalam dirinya sendiri dan menyerap benda-benda lain di ruang angkasa. Fenomena lubang hitam masih belum ada. Semua data yang tersedia hanyalah teori dan asumsi para ilmuwan astronom.

Nama "lubang hitam" diciptakan oleh ilmuwan J.A. Wheeler pada tahun 1968 di Universitas Princeton.

Ada teori bahwa lubang hitam adalah bintang, tetapi tidak biasa, seperti bintang neutron. Lubang hitam - - karena memiliki kerapatan pendaran yang sangat tinggi dan sama sekali tidak memancarkan radiasi. Oleh karena itu, ia tidak terlihat baik dalam inframerah, sinar X, maupun sinar radio.

Astronom Perancis P. Laplace menemukan situasi ini 150 tahun sebelum lubang hitam. Menurut argumentasinya, jika ia mempunyai massa jenis yang sama dengan massa jenis Bumi dan diameter 250 kali lebih besar dari diameter Matahari, maka ia tidak memungkinkan sinar cahaya menyebar ke seluruh Alam Semesta karena gravitasinya, sehingga tetap ada. tak terlihat. Oleh karena itu, lubang hitam diasumsikan sebagai objek dengan emisi paling kuat di Alam Semesta, namun tidak memiliki permukaan padat.

Sifat-sifat lubang hitam

Semua dugaan sifat lubang hitam didasarkan pada teori relativitas, yang diturunkan pada abad ke-20 oleh A. Einstein. Pendekatan tradisional apa pun untuk mempelajari fenomena ini tidak memberikan penjelasan yang meyakinkan mengenai fenomena lubang hitam.

Sifat utama lubang hitam adalah kemampuannya membengkokkan ruang dan waktu. Setiap benda bergerak yang terperangkap dalam medan gravitasinya pasti akan tertarik ke dalam, karena... dalam hal ini, pusaran gravitasi padat, semacam corong, muncul di sekitar objek. Pada saat yang sama, konsep waktu mengalami transformasi. Para ilmuwan, berdasarkan perhitungan, masih cenderung menyimpulkan bahwa lubang hitam bukanlah benda langit dalam pengertian umum. Ini sebenarnya semacam lubang, lubang cacing dalam ruang dan waktu, yang mampu mengubah dan memadatkannya.

Lubang hitam adalah wilayah ruang tertutup tempat materi terkompresi dan tidak ada apa pun yang dapat keluar darinya, bahkan cahaya sekalipun.

Menurut perhitungan para astronom, dengan medan gravitasi kuat yang ada di dalam lubang hitam, tidak ada satu objek pun yang tidak terluka. Itu akan langsung terkoyak menjadi miliaran keping bahkan sebelum masuk ke dalam. Namun, hal ini tidak mengecualikan kemungkinan pertukaran partikel dan informasi dengan bantuan mereka. Dan jika lubang hitam memiliki massa setidaknya satu miliar kali massa Matahari (supermasif), maka secara teoritis benda-benda dapat bergerak melewatinya tanpa terkoyak oleh gravitasi.

Tentu saja, ini hanya teori, karena penelitian para ilmuwan masih terlalu jauh untuk memahami proses dan kemampuan apa yang disembunyikan lubang hitam. Sangat mungkin hal serupa bisa terjadi di masa depan.

Baik bagi para ilmuwan di abad-abad yang lalu maupun bagi para peneliti di zaman kita, misteri terbesar kosmos adalah lubang hitam. Apa yang ada di dalam sistem yang sama sekali asing bagi fisika ini? Hukum apa yang berlaku di sana? Bagaimana waktu berlalu di dalam lubang hitam, dan mengapa kuanta cahaya pun tidak dapat keluar dari sana? Sekarang kita akan mencoba, tentu saja, dari sudut pandang teori dan bukan praktik, untuk memahami apa yang ada di dalam lubang hitam, mengapa pada prinsipnya lubang hitam itu terbentuk dan ada, bagaimana ia menarik benda-benda di sekitarnya.

Pertama, mari kita gambarkan objek ini

Jadi, lubang hitam adalah suatu wilayah ruang tertentu di Alam Semesta. Tidak mungkin untuk memilihnya sebagai bintang atau planet yang terpisah, karena ia bukan benda padat atau gas. Tanpa pemahaman dasar tentang apa itu ruang-waktu dan bagaimana dimensi-dimensi ini dapat berubah, mustahil memahami apa yang ada di dalam lubang hitam. Intinya kawasan ini bukan sekedar satuan ruang. yang mendistorsi tiga dimensi yang kita ketahui (panjang, lebar dan tinggi) dan garis waktu. Para ilmuwan yakin bahwa di wilayah cakrawala (yang disebut wilayah di sekitar lubang), waktu memiliki makna spasial dan dapat bergerak maju dan mundur.

Mari pelajari rahasia gravitasi

Jika kita ingin memahami apa yang ada di dalam lubang hitam, mari kita lihat lebih dekat apa itu gravitasi. Fenomena inilah yang menjadi kunci dalam memahami sifat dari apa yang disebut “lubang cacing”, yang bahkan cahaya pun tidak dapat melarikan diri. Gravitasi adalah interaksi antara semua benda yang mempunyai dasar material. Kekuatan gravitasi tersebut bergantung pada komposisi molekul suatu benda, konsentrasi atom, dan juga komposisinya. Semakin banyak partikel yang runtuh pada suatu area ruang tertentu, maka semakin besar gaya gravitasinya. Hal ini terkait erat dengan Teori Big Bang, ketika Alam Semesta kita hanya sebesar kacang polong. Ini adalah keadaan singularitas maksimum, dan sebagai akibat dari kilatan kuanta cahaya, ruang mulai mengembang karena fakta bahwa partikel-partikel tersebut saling tolak-menolak. Para ilmuwan menggambarkan lubang hitam justru sebaliknya. Apa isi benda tersebut menurut TBZ? Singularitas yang setara dengan indikator yang melekat pada Alam Semesta kita pada saat kelahirannya.

Bagaimana materi bisa masuk ke lubang cacing?

Ada anggapan bahwa seseorang tidak akan pernah bisa memahami apa yang terjadi di dalam lubang hitam. Karena sesampainya di sana, dia akan benar-benar dihancurkan oleh gravitasi dan gaya gravitasi. Sebenarnya, hal ini tidak benar. Ya, memang benar, lubang hitam adalah wilayah singularitas di mana segala sesuatunya dikompresi secara maksimal. Tapi ini sama sekali bukan “penyedot debu luar angkasa” yang bisa menyedot semua planet dan bintang. Objek material apa pun yang berada di cakrawala peristiwa akan mengalami distorsi ruang dan waktu yang kuat (untuk saat ini, unit-unit ini berdiri terpisah). Sistem geometri Euclidean akan mulai tidak berfungsi, dengan kata lain, mereka akan berpotongan, dan garis besar bangun stereometrik tidak lagi familiar. Adapun waktu, secara bertahap akan melambat. Semakin dekat Anda ke lubang, semakin lambat jam berjalan dibandingkan waktu Bumi, namun Anda tidak akan menyadarinya. Saat jatuh ke dalam lubang cacing, benda akan jatuh dengan kecepatan nol, tetapi satuan ini akan sama dengan tak terhingga. kelengkungan, yang menyamakan ketidakterbatasan dengan nol, yang pada akhirnya menghentikan waktu di wilayah singularitas.

Reaksi terhadap cahaya yang dipancarkan

Satu-satunya objek di luar angkasa yang menarik cahaya adalah lubang hitam. Apa yang ada di dalamnya dan dalam bentuk apa tidak diketahui, tetapi diyakini bahwa itu adalah kegelapan pekat, yang mustahil untuk dibayangkan. Kuanta ringan, menuju ke sana, tidak hilang begitu saja. Massanya dikalikan dengan massa singularitas, membuatnya semakin besar dan memperbesarnya, sehingga jika di dalam lubang cacing Anda menyalakan senter untuk melihat sekeliling, maka ia tidak akan bersinar. Kuanta yang dipancarkan akan terus berlipat ganda dengan massa lubang, dan, secara kasar, Anda hanya akan memperburuk situasi Anda.

Lubang hitam di setiap langkah

Seperti yang telah kita ketahui, dasar pembentukannya adalah gravitasi, yang besarnya jutaan kali lebih besar daripada di Bumi. Gagasan akurat tentang apa itu lubang hitam diberikan kepada dunia oleh Karl Schwarzschild, yang, pada kenyataannya, menemukan cakrawala peristiwa dan point of no return, dan juga menetapkan bahwa nol dalam keadaan singularitas sama dengan ketakterbatasan. Menurutnya, lubang hitam bisa terbentuk di titik mana pun di ruang angkasa. Dalam hal ini, suatu benda material tertentu yang berbentuk bola harus mencapai jari-jari gravitasi. Misalnya, massa planet kita harus sesuai dengan volume satu kacang polong agar bisa menjadi lubang hitam. Dan Matahari seharusnya memiliki diameter 5 kilometer dengan massanya - maka keadaannya akan menjadi tunggal.

Cakrawala terbentuknya dunia baru

Hukum fisika dan geometri bekerja dengan sempurna di bumi dan di luar angkasa, dimana ruang angkasa dekat dengan ruang hampa. Tapi mereka benar-benar kehilangan signifikansinya di cakrawala peristiwa. Inilah sebabnya, dari sudut pandang matematika, mustahil menghitung apa yang ada di dalam lubang hitam. Gambaran yang dapat Anda hasilkan jika Anda membengkokkan ruang sesuai dengan gagasan kita tentang dunia mungkin jauh dari kebenaran. Baru saja ditetapkan bahwa waktu di sini berubah menjadi unit spasial dan, kemungkinan besar, masih ada lagi yang ditambahkan ke dimensi yang ada. Hal ini memungkinkan kita untuk percaya bahwa di dalam lubang hitam (foto, seperti yang Anda tahu, tidak akan menunjukkan hal ini, karena cahaya di sana memakan dirinya sendiri) dunia yang sama sekali berbeda sedang terbentuk. Alam semesta ini mungkin tersusun dari antimateri, yang saat ini belum diketahui oleh para ilmuwan. Ada juga versi bahwa lingkup yang tidak bisa kembali hanyalah sebuah portal yang mengarah ke dunia lain atau ke titik lain di Alam Semesta kita.

Kelahiran dan kematian

Keberadaan lubang hitam lebih dari sekedar penciptaan atau hilangnya lubang hitam. Sebuah bola yang mendistorsi ruang-waktu, seperti yang telah kita ketahui, terbentuk sebagai akibat dari keruntuhan. Bisa berupa ledakan bintang besar, tumbukan dua benda atau lebih di luar angkasa, dan sebagainya. Namun bagaimana materi yang secara teoritis dapat disentuh menjadi wilayah distorsi waktu? Teka-teki ini masih dalam proses. Namun hal ini diikuti oleh pertanyaan kedua – mengapa lingkungan yang tidak dapat kembali seperti itu menghilang? Dan jika lubang hitam menguap, lalu mengapa cahaya dan semua materi kosmik yang mereka hisap tidak keluar dari lubang hitam tersebut? Ketika materi di zona singularitas mulai mengembang, gravitasi perlahan-lahan berkurang. Akibatnya, lubang hitam larut begitu saja, dan ruang hampa biasa tetap berada di tempatnya. Misteri lain muncul dari sini - kemana perginya semua yang ada di dalamnya?

Apakah gravitasi adalah kunci kita menuju masa depan yang bahagia?

Para peneliti yakin bahwa masa depan energi umat manusia dapat dibentuk oleh lubang hitam. Apa yang ada di dalam sistem ini masih belum diketahui, namun telah diketahui bahwa di cakrawala peristiwa, materi apa pun diubah menjadi energi, tetapi, tentu saja, sebagian. Misalnya, seseorang, yang berada di dekat titik tidak bisa kembali lagi, akan menyerahkan 10 persen materinya untuk diproses menjadi energi. Angka ini sungguh luar biasa dan menjadi sensasi di kalangan astronom. Faktanya, di Bumi, hanya 0,7 persen materi yang diubah menjadi energi.