TechSemut Malaysia

Merungkai Misteri Alam Semesta – Lohong Hitam

Merungkai Misteri Alam Semesta – Lohong Hitam

Merungkai Misteri Alam Semesta – Lohong Hitam
Januari 27
01:30 2017

sasa

Dimensi yang sedang kita duduki sekarang dikenali sebagai dimensi ruang dan masa. Ruang mempunyai 3 komponen iaitu x,y dan z ditambah pula dengan faktor masa,t maka menjadikan dimensi yang kita duduki sekarang dikenali sebagai 4 dimensi. Tetapi apakah kita hanya mempunyai 4 sahaja dimensi ataupun lebih dari itu? Menurut ahli fizik teori, sebenarnya kita bukan sahaja ada 4 dimensi tetapi ada 11 dimensi. Di setiap dimensi, undang- undang fizik adalah tidak sama. Contohnya hukum graviti Einstein hanya terpakai di ruang 4 dimensi sahaja dan akan berubah apabila kita memasuki ke dimensi yang lebih tinggi dari itu, dimensi kelima sebagai contoh.

Selain dari graviti, hukum masa juga akan berubah. Kita tahu masa tidak boleh diundur, tapi didalam kerangka teori fizik, masa boleh diundur. Perkara ini tak boleh terjadi dalam 4 dimensi kita, tetapi boleh berlaku dalam dimensi lebih dari itu, katalah dimensi kelima tadi.

Antara dimensi dan lohong hitam

Lagi satu, untuk berhubung diantara satu dimensi dengan dimensi yang lain mestilah dengan kehadiran daya graviti yang kuat. Blackhole adalah objek angkasa lepas yang mempunyai daya graviti yang sangat kuat dan akan sedut apa sahaja. Malah cahaya pun tak boleh terlepas dari graviti blackhole ini. Jika cahaya yang tak berjisim pun tidak terlepas, apa lagi objek yang berjisim. Walaubagaimanapun, ini adalah pandangan klasik berkenaan dengan blackhole. Selain itu terdapat 2 lagi pandangan klasik black hole iaitu :

1.Luas event horizon hanya boleh meningkat dan tak akan berkurang (teori yang dikemukakan oleh Stephen Hawking pada 1971).

Ini bermaksud 2 blackhole boleh bergabung, untuk membentuk satu blackhole yang lebih besar saiznya. Tetapi 1 blackhole ” tidak mungkin” akan berpecah kepada 2 blackhole dan menjadi lebih kecil dari yang asal. Ini juga bermaksud adalah mustahil untuk blackhole menyusut (decay) atau berpecah (split) menjadi 2 bahagian kerana proses ini menyebabkan blackhole menjadi lebih kecil dan mengikut relativiti umum einstein, perkara ini tidak boleh berlaku. Akan tetapi, teori terkini menyatakan perkara yang sebaliknya, iaitu event horizon boleh mengecil dan ini akan berlaku setiap kali lohong hitam menghasilkan sinaran keluar daripadanya.

2. Jumlah entropi tidak berkurang dan hanya akan bertambah.

2 teori ini dikenali sebagai teori klasik lohong hitam kerana ia didirikan semata-mata berasaskan teori relativiti einstein tanpa mengambil kira peranan mekanik kuantum. Persoalannya, apakah yang akan terjadi sekiranya kita memasukkan teori mekanik kuantum kedalam teori klasik black hole? Jika teori mekanik kuantum dimasukkan kedalam teori kerelatifan umum einstein, maka apa yang difahami secara klasik mengenai blackhole akan berubah.

Umpamanya teori bahawa blackhole akan menyedut apa jua benda yang datang dekat dengannya. Pada tahun 1974, seorang ahli fizik bernama Stephen Hawking telah membentangkan ideanya berkenaan radiasi / cahaya yang dikeluarkan oleh blackhole. Radiasi ini dikenali juga sebagai Hawking Radiation atau adakalanya disebut sebagai Jacob Bekenstein. Jacob Bekenstein adalah ahli teori fizik yang berasal dari Israel dan pada tahun 1972 iaitu 2 tahun sebelum Hawking mengeluarkan idea radiasinya, Bekenstein telah mendakwa blackholes mempunyai entropi dan suhunya yang tertentu (finite and non- zero entropy). Hawking kemudian memperbaiki teori Bekenstein maka terhasillah Hawking Radiation.

Idea Hawking Radiation telah mengubah pendirian saintis berkenaan sifat blackhole yang dikatakan berwarna gelap dan menyedut apa sahaja. Sebelum itu, pada tahun 1973, 2 orang saintis Rusia bernama Alex Starobinsky dan Yakov Zeldovich telah mengaplikasikan kuantum mekanik kepada blackholes. Menurut mereka, lohong hitam bukan sahaja mengeluarkan radiasi malahan turut menghasilkan partikel tertentu dan memancarkannya. Kesan daripada pancaran radiasi dan partikel ini menyebabkan jisim blackhole menyusut dan sekali lagi teori klasik black hole telah bercanggah.

Penyusutan jisim blackholes ini dikenali sebagai blackholes evaporation iaitu fenomena yang mematuhi hukum keabadian tenaga dan jisim Albert Einstein. Jika ini berlaku, bermakna lohong hitam yang mengalami kehilangan jisim tadi akan semakin menyusut setiap kali partikel / radiasi dipancarkan dan ia akan hilang secara sendirinya lama kelamaan. Lohong Hitam mikro ataupun dalam istilah inggerisnya Micro Black Holes (MBHs) akan memancarkan radiasi yang lebih besar berbanding dengan lohong hitam bersaiz besar. Justeru, penyusutan yang berlaku pada lohong hitam jenis ini juga amat signifikan dan ia akan pupus pada kadar yang lebih cepat. Dan juga, suhu bagi lohong hitam akan berkadar songsang dengan jisimnya. Ini bermaksud, apabila semakin kerap lohong hitam menyusut, dan semakin mengecut pula jisimnya, maka akan semakin panas ia.

Sebenarnya kesan sinaran Hawking amat sukar dikesan. Satu- satunya black holes yang berjaya dicerap pun berada pada kedudukan 6000 tahun perjalanan cahaya dan sinaran Hawking berlaku pada saiz yang tersangat kecil. Jika ditakdirkan ada lohong hitam sehampir matahari dengan bumi sekalipun kesan ini masih sukar dikesan iaitu pada nilai 9.004 x 10^-29 W.

Apa yang berlaku jika sesuatu jirim memasuki lohong hitam? Apabila memasuki lohong hitam,  sesuatu objek itu akan memanjang (elongates). Kesan ini dinamakan sebagai Spaghettification ataupun noodle effect. Ia ada disebut di dalam buku Stephen Hawking bertajuk A brief History of time terbitan 1988. Fenomena ini terjadi disebabkan oleh Tidal Force yang ekstrim di dalam lohong hitam. Apa itu Tidal Force? Ia adalah kesan yang berpunca daripada tarikan graviti yang tidak sekata keatas jasad objek. Bahagian objek yang paling hampir akan ditarik lebih kuat berbanding yang lebih jauh. Kesan daripada Tidal Force ini boleh dilihat sendiri dalam fenomena air pasang. Air pasang terjadi disebabkan kesan tarikan graviti yang disebabkan oleh bulan iaitu apabila permukaan laut berada ” hampir” sedikit dengan tarikan graviti bulan. 

Tetapi kesan ini tidak ditunjukkan dalam filem Interstellar apabila Cooper ditarik masuk ke lohong hitam (in fact, kalau kesan ini dimasukkan, akan bertambah tepat dan sarat lagilah realiti sains sebenar yang dijelmakan dalam filem Interstellar ini). Sepatutnya, Cooper juga akan mengalami kesan ini, kerana  dia tidak menerima taburan graviti yang seimbang apabila memasuki black hole. Anggota di bahagian kaki menerima tarikan graviti yang lebih kuat dan ekstrim berbanding bahagian kepala, jadi sepatutnya spaghettification akan berlaku. Mengenai Spaghettification, seorang ahli teori Fizik dari Sweeden — Sabine Hossenfelder meberikan komennya, “.. too much tidal forces and you get ripped apart.”

Pemanjangan masa dan graviti

Graviti boleh memberi kesan kepada masa. Apabila tarikannya terlalu kuat, masa akan menjadi lambat dari pergerakannya yang biasa. Dalam Interstellar ada menggambarkan keadaan ini. Ketika Cooper dan dr. Brand menjejakkan kaki di planet Miller yang bergraviti 130% lebih kuat berbanding bumi, tarikan gravitinya telah menyebabkan kesan pemanjangan masa berlaku iaitu satu jam di Miller bersamaan dengan 7 tahun masa di bumi. Di dalam filem ini, Cooper dan dr Brand telah berada selama 3 jam di planet Miller, bermakna ia bersamaan dengan tempoh 23 tahun di bumi.

Sebenarnya apa yang digambarkan mengenai pemanjangan masa oleh graviti dalam cerita ini tidak tepat. Secara sains, kesan pemanjangan tersebut boleh berlaku; dan ianya memang sudah dimaklumi bahawa daya graviti akan mempengaruhi perjalanan masa menjadi lebih lambat dari kebiasaanya. Tetapi, berapa besarkah daya graviti yang diperlukan untuk menghasilkan kesan pemanjangan masa yang signifikan? Adakah dengan kadar graviti 130% lebih besar seperti planet Miller sudah mampu memberi kesan kepada pemanjangan masa sehingga menjadi lambat 1 jam bersamaan 7 tahun? Not even close!

Jika kita menghampiri matahari, dimana mempunyai saiz diameter 109 kali ganda dari bumi. Ataupun, dengan kebesaran itu, kita boleh memuatkan sebanyak 1.3 juta planet bumi kedalamnya, maka bayangkan betapa besarnya graviti bagi sebuah matahari. Bagaimana anggaran graviti boleh dibuat?

Jika sebuah bumi mempunyai tarikan graviti sebesar 9.8, maka 1.3 juta bumi bersamaan juga dengan anggaran 12.7 juta tarikan graviti ataupun kenaikan sebanyak 1,300,000 kali ganda dari sebuah bumi. Dengan tarikan graviti sebanyak ini pun, pemanjangan masa yang dapat dihasilkan adalah sebanyak 66 saat sahaja. Jadi untuk mendapatkan pemanjangan yang lebih ekstrim umpama 1 jam bersamaan dengan 7 tahun, tarikan gravitinya mestilah berpadanan dengan graviti radius Scwarzchild di lohong hitam. Pada masa itu, jangan harap masa dipanjangkan agar umur lebih lama, dapat hidup pun sudah baik. Kerana pada ketinggian daya graviti sebegitu, ia akan memusnahkan manusia.

Kerja-kerja plagiat tanpa memberikan kredit kepada sumber adalah suatu tindakan yang tidak bertanggungjawab dan menyalahi hak cipta dan kreativiti seseorang.

sumber : http://www.sciencenazi.com/

Related Articles

0 Comments

No Comments Yet!

There are no comments at the moment, do you want to add one?

Write a comment

Write a Comment

Your email address will not be published.
Required fields are marked *

CAPTCHA

*

Facebook Auto Publish Powered By : XYZScripts.com