Penelitian baru menunjukkan bahwa objek ekstrem yang dikenal sebagai “kugelblitze” – lubang hitam yang hanya terbuat dari cahaya – mustahil ada di alam semesta kita, sehingga menimbulkan tantangan. Teori relativitas umum EinsteinPenemuan ini memberikan batasan besar pada model kosmologis dan menunjukkan caranya Mekanika kuantum Teori relativitas umum dapat diselaraskan dengan teori fisika umum untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ilmiah yang kompleks.
lubang hitam — benda masif dengan gravitasi yang begitu kuat sehingga cahaya pun tidak bisa lepas dari cengkeramannya — termasuk objek paling menarik dan aneh di alam semesta. Mereka biasanya terbentuk dari runtuhnya bintang-bintang masif di akhir siklus hidupnya, ketika tekanan yang dihasilkan dari reaksi termonuklir di intinya tidak dapat melawan gaya gravitasi. gravitasi.
Namun, ada hipotesis yang lebih eksotik mengenai pembentukan lubang hitam. Salah satu teori tersebut melibatkan asal usul “kugelblitz,” sebuah kata dalam bahasa Jerman yang berarti “bola petir.” (Bentuk jamaknya adalah “kugelblitz”).
“Kogelblitz adalah lubang hitam hipotetis yang, bukannya terbentuk dari keruntuhan ‘materi biasa’ (yang komponen utamanya adalah proton, neutron, dan elektron), melainkan terbentuk dari konsentrasi radiasi elektromagnetik dalam jumlah besar, seperti cahaya,” kata a rekan penulis penelitian ini. Jose Polo GomezFisikawan di Universitas Waterloo dan Institut Perimeter untuk Fisika Teoritis di Kanada mengatakan kepada Live Science melalui email:
“Meskipun cahaya tidak memiliki massa, ia membawa energi,” kata Polo Gomez, seraya menambahkan bahwa menurut teori relativitas umum Einstein, energi bertanggung jawab untuk menciptakan kelengkungan ruang-waktu yang mengarah pada tarikan gravitasi. “Oleh karena itu, pada prinsipnya cahaya dapat membentuk lubang hitam – jika kita memfokuskannya ke dalam volume yang cukup kecil,” tambahnya.
Terkait: Memodifikasi persamaan kucing Schrödinger dapat menyatukan teori relativitas dan mekanika kuantum Einstein, petunjuk studi
Prinsip-prinsip ini tetap berlaku dalam relativitas umum klasik, yang tidak memperhitungkan fenomena kuantum. Untuk mengeksplorasi kemungkinan dampak efek kuantum pada pembentukan Kugelblitz, Polo-Gomez dan rekan-rekannya meneliti efek efek Schwinger.
“Ketika terdapat energi elektromagnetik yang sangat kuat—misalnya, akibat konsentrasi cahaya yang sangat besar—sebagian energi ini diubah menjadi materi dalam bentuk pasangan elektron-positron,” kata penulis utama studi tersebut. Alvaro Alvarez Dominguez “Ini adalah efek kuantum yang disebut efek Schwinger. Ini juga dikenal sebagai polarisasi vakum,” kata seorang peneliti di Institut Fisika Partikel dan Alam Semesta (IPARCOS) di Universitas Complutense Madrid kepada Live Science melalui email.
Termasuk diamyang telah diterima untuk dipublikasikan di jurnal Surat ulasan materi Namun penelitian ini belum dipublikasikan. Tim menghitung laju pasangan elektron-positron yang dihasilkan dalam medan elektromagnetik menghabiskan energi. Jika laju ini melebihi laju pembaruan energi medan elektromagnetik di suatu wilayah tertentu, Kugelblitz tidak akan terbentuk.
Tim menemukan bahwa bahkan dalam kondisi paling ekstrem sekalipun, cahaya murni tidak dapat mencapai ambang energi yang dibutuhkan untuk membentuk lubang hitam.
“Apa yang telah kami buktikan adalah kuggelblitz tidak mungkin terbentuk dengan memusatkan cahaya, baik secara buatan di laboratorium atau dalam skenario astrofisika yang terjadi secara alami,” kata salah satu penulis penelitian tersebut. Louis J. TetanggakuSeperti yang dikatakan salah satu peneliti IPARCOS kepada Live Science: “Misalnya, meskipun kita menggunakan metode yang paling intensif, Laser Di Bumi, kita akan berada 50 kali lipat jauhnya dari kepadatan yang dibutuhkan untuk menciptakan Kugelblitz.
Penemuan ini memiliki implikasi teoretis yang mendalam, karena secara signifikan membatasi model astrofisika dan kosmologis yang telah dipelajari sebelumnya yang mendalilkan keberadaan Kugelblitzie. Hal ini juga memupuskan harapan untuk mempelajari lubang hitam secara eksperimental di laboratorium dengan menciptakannya melalui radiasi elektromagnetik.
Namun, hasil positif dari penelitian ini menunjukkan bahwa efek kuantum dapat secara efisien dimasukkan ke dalam masalah yang berhubungan dengan gravitasi, sehingga memberikan jawaban yang jelas atas pertanyaan ilmiah yang sebenarnya.
“Dari sudut pandang teoretis, karya ini menunjukkan bagaimana efek kuantum dapat memainkan peran penting dalam memahami mekanisme pembentukan dan penampakan objek astrofisika,” kata Polo Gomez.
Berdasarkan temuan mereka, para peneliti berencana untuk mengeksplorasi lebih jauh dampak efek kuantum pada berbagai fenomena gravitasi, yang memiliki kepentingan praktis dan mendasar.
“Beberapa dari kami mengatakan mereka sangat tertarik untuk mempelajari lebih lanjut sifat gravitasi materi kuantum, terutama dalam skenario di mana materi kuantum melanggar kondisi energi klasik.” Eduardo Martin Martinez“Pada prinsipnya, materi kuantum jenis ini dapat menimbulkan ruang-waktu yang aneh, sehingga menimbulkan efek seperti gravitasi tolak-menolak atau menghasilkan solusi yang aneh.” Seperti warp drive Alcubierre “Atau lubang cacing yang bisa dilintasi.”
“Penyelenggara amatir. Penginjil bir Wannabe. Penggemar web umum. Ninja internet bersertifikat. Pembaca yang rajin.”
More Stories
Inspektur Jenderal NASA mengeluarkan laporan pedas tentang penundaan proyek peluncuran pesawat ruang angkasa SLS
Bagaimana lubang hitam bisa menjadi begitu besar dan cepat? Jawabannya terletak pada kegelapan
Penelitian baru mengenai patahan dorong masif menunjukkan bahwa gempa besar berikutnya mungkin akan terjadi dalam waktu dekat