Akankah kabel yang kuat menyelamatkan Anda, atau nasib Anda merupakan kesimpulan yang sudah pasti?

Belum ada yang bisa, dan tidak akan bisa menghindari konsekuensi dari keputusan mereka.
- Alfred A. Montapert

Setiap orang dapat mengirim pertanyaan dan saran mereka ke kolom saya, tetapi hanya beberapa orang terpilih yang beruntung menerima jawaban untuk mereka. Minggu ini, kehormatan diberikan kepada pengguna klooloola, yang ingin mengklarifikasi adanya peluang untuk melarikan diri dari lubang hitam. Sebuah foton, tentu saja, tidak dapat lepas darinya, tetapi mungkin sesuatu yang lain bisa, jika kita mengatur semuanya sebagai berikut:

Saya ingin tahu apakah mungkin merangkak keluar dari lubang hitam. Tidak mempercepat ke kecepatan lari, tetapi menggunakan lift hipotetis. Maka Anda tidak harus terbang lebih cepat dari cahaya. Anda tidak harus mengatasi kecepatan kosmik pertama dengan menaiki lift. Sebuah kapal besar di luar horizon peristiwa lubang hitam besar dengan kekuatan pasang surut kecil bisa menggantung seorang pria di kabel, menurunkannya di luar horizon peristiwa, dan kemudian menariknya kembali.

Ide yang menarik. Mari kita lihat apakah itu mungkin, atau metode lainnya.

Lubang hitam bukan hanya singularitas superdense dan supermasif di mana ruang begitu melengkung sehingga segala sesuatu yang jatuh di sana tidak dapat melarikan diri. Biasanya kita membayangkannya seperti itu, tetapi lubang hitam, tepatnya, adalah wilayah ruang di sekitar benda-benda semacam itu yang darinya tidak ada materi maupun energi - bahkan cahaya - yang dapat melarikan diri.

Tidak ada yang eksotis di sini. Jika Anda mengambil Matahari apa adanya, dan mengompresnya dengan diameter beberapa kilometer, Anda mendapatkan lubang hitam persis. Meskipun Matahari tidak dalam bahaya transformasi seperti itu, ada bintang yang akan berubah menjadi lubang hitam begitu saja.

Bintang-bintang yang paling masif di Alam Semesta adalah bintang-bintang dengan massa melebihi matahari satu per dua puluh, empat puluh, seratus, atau bahkan di pusat superkluster dalam foto di atas, 260 kali obyek paling biru, terpanas dan paling terang. Mereka juga membakar bahan bakar nuklir tercepat di intinya: hanya dalam satu atau dua juta tahun, bukan miliaran, seperti yang dilakukan Matahari.

Ketika sebuah bintang kehabisan bahan bakar, inti atom di dalamnya mengalami tekanan gravitasi yang sangat besar: begitu kuat sehingga tanpa tekanan respons radiasi yang timbul selama fusi nuklir, mereka runtuh. Dalam situasi yang tidak terlalu ekstrem, banyak sekali energi yang terakumulasi dalam inti dan elektron sehingga, sebagai hasil sintesis, mereka berubah menjadi massa neutron yang terikat. Jika massa nukleus beberapa kali lebih besar dari massa Matahari, neutron ini sangat padat dan masif sehingga mereka juga runtuh dan berubah menjadi lubang hitam.

Perlu diingat bahwa ini adalah massa minimum lubang hitam: beberapa massa matahari. Lubang hitam dapat tumbuh lebih banyak dengan menggabungkan, menyerap materi dan energi dan bergerak ke pusat galaksi. Di pusat Bimasakti, sebuah benda ditemukan dengan massa empat juta matahari, di sekitar bintang-bintang yang berputar, dan yang pada saat bersamaan tidak memancarkan cahaya pada panjang gelombang apa pun.

Di galaksi lain, lubang hitam yang lebih besar bisa ada, ribuan kali lebih besar dari kita, dan tidak ada batas teoritis atas massa mereka. Tetapi kita belum menyebutkan dua sifat menarik dari lubang hitam, yang seharusnya mengarahkan kita pada jawaban untuk pertanyaan hari ini. Yang pertama adalah apa yang terjadi pada ruang saat massa lubang hitam bertambah.

Dengan definisi lubang hitam, tidak ada objek yang bisa lepas dari gaya tarik gravitasinya, terlepas dari kecepatannya, bahkan jika itu sama dengan kecepatan cahaya. Batas antara tempat di mana objek dapat melarikan diri dan di mana tidak bisa, dikenal sebagai horizon peristiwa, dan setiap lubang memilikinya.

Ini mungkin mengejutkan Anda, tetapi lengkungan ruang jauh lebih sedikit pada horizon peristiwa di sekitar lubang hitam paling masif, dan lebih banyak di sekitar lubang kurang masif. Bayangkan yang berikut: jika Anda "berdiri" di cakrawala peristiwa lubang hitam, dan kaki Anda berada di perbatasan, dan kepala Anda berada 1,6 meter lebih jauh dari singularitas, tubuh Anda akan terpengaruh oleh kekuatan yang merentangkannya. Jika itu adalah lubang hitam di pusat Galaksi kita, gaya tarik ini hanya 0,1% dari gravitasi Bumi. Dan jika Bumi berubah menjadi lubang hitam, dan Anda berdiri di cakrawala peristiwa, maka gaya tarik akan 10 ²⁰ kali lebih kuat dari gravitasi!

Dalam kondisi seperti itu, kami harus memeriksa asumsi pembaca. Tentu saja, jika gaya tarik ini sangat kecil pada batas horizon peristiwa, mereka tidak boleh jauh lebih besar di dalamnya, dan oleh karena itu, mengingat gaya elektromagnetik yang memegang benda padat, mungkin kita dapat menangguhkan objek di luar horizon peristiwa, melintasinya, dan kemudian merentangkannya objek kembali.

Tetapi apakah itu mungkin? Untuk memahami, mari kembali ke apa yang terjadi di perbatasan antara bintang neutron dan lubang hitam: di perbatasan massa yang diperlukan.

Bayangkan Anda memiliki bola neutron yang sangat padat, yang darinya foton masih bisa lepas dari permukaan, alih-alih harus jatuh kembali ke bintang. Kami menempatkan neutron lain di permukaannya, dan tiba-tiba nukleus akan kehilangan kemampuan untuk menahan keruntuhan gravitasi. Tetapi kita menyimpang dari pemikiran tentang apa yang terjadi di permukaannya, dan membayangkan apa yang terjadi di dalam wilayah pembentukan lubang hitam.

Bayangkan sebuah neutron terpisah yang terdiri dari quark dan gluon, dan bayangkan bahwa gluon perlu berpindah dari satu quark ke yang lain untuk mentransfer interaksi.

Salah satu quark akan lebih dekat dengan singularitas di pusat lubang hitam daripada yang lain. Untuk pertukaran interaksi - dan untuk stabilitas neutron - gluon pada suatu titik harus bergerak dari quark dekat ke yang jauh. Tetapi bahkan pada kecepatan cahaya (dan gluon tidak memiliki massa) ini tidak mungkin! Semua nol geodesik, yaitu jalur di mana sebuah benda bergerak dengan kecepatan cahaya melewati, mengarah ke singularitas di tengah lubang hitam. Selain itu, mereka tidak pernah bergerak lebih jauh darinya daripada pada saat perjalanan dimulai.

Oleh karena itu, neutron di dalam horizon peristiwa lubang hitam harus runtuh dan menjadi bagian dari singularitas di tengah.

Kami kembali misalnya dengan kabel. Ketika partikel apa pun melintasi horizon peristiwa, itu sudah tidak mungkin untuk kembali - bahkan untuk cahaya. Tetapi justru foton dan gluon yang diperlukan untuk mentransfer interaksi dengan partikel di luar horizon peristiwa - dan mereka tidak bisa sampai di sana!

Ini tidak berarti bahwa kabel akan putus. Kemungkinan besar, gaya gravitasi akan menyeret seluruh kapal Anda ke dalam lubang. Tentu saja, kekuatan dalam kondisi tertentu tidak akan menghancurkan Anda, tetapi ini bukan alasan mengapa hasrat singularitas menjadi tak terhindarkan. Ini adalah daya tarik yang luar biasa dan fakta bahwa partikel dari massa, energi, dan kecepatan apa pun hanya dapat dikirim ke singularitas segera setelah melintasi cakrawala peristiwa.

Dan, sayangnya, untuk alasan ini tidak mungkin untuk keluar dari lubang hitam setelah melintasi horizon peristiwa. Terima kasih atas pertanyaan yang luar biasa dan harap Anda menikmati penjelasannya! Kirimkan saya pertanyaan dan saran Anda untuk artikel berikut.

Tanyakan Ethan No. 81: Apakah mungkin merangkak keluar dari lubang hitam

Akankah kabel yang kuat menyelamatkan Anda, atau nasib Anda merupakan kesimpulan yang sudah pasti?

More articles: