☀️ 👴🏽 🏴󠁧󠁢󠁳󠁣󠁴󠁿 Lubang hitam terkecil di alam semesta 🛎️ 👩🏽‍⚕️ 🌼

Mereka menemukan bahwa dalam cahaya seseorang mungkin membutuhkan sebanyak makanan.
- Stephen King

Ketika Anda melihat ke atas dan menembus kedalaman langit malam, Anda segera ingat bahwa ada seluruh alam semesta yang penuh dengan keajaiban. Tetapi selain meteor, planet, bintang, nebula, dan galaksi yang menerangi Semesta, ada bentuk-bentuk materi lain yang sepenuhnya tidak terlihat oleh mata kita.

Dan saya tidak berbicara tentang gas dan debu dingin, tidak terlihat dalam kisaran yang terlihat. Benda-benda ini terbuat dari batu bata bangunan yang sama - proton, neutron, elektron - seperti kita. Dan meskipun mereka mungkin tidak memancarkan (atau bahkan menyerap) cahaya tampak, jika kita amati pada panjang gelombang yang diinginkan, kita akan melihatnya.

Ketika kita mengarahkan observatorium terbaik ke lapisan debu "gelap" yang terletak di pusat Galaksi, inilah yang kita lihat:

Namun, bahkan jika kita berbicara tentang materi normal - dari mana bintang, planet, gas, debu, Anda dan saya dibuat - masih ada sumber yang tidak memancarkan cahaya pada panjang gelombang apa pun. Mereka tidak dapat melakukan ini, karena menurut definisi, tidak ada yang dapat melarikan diri dari mereka.

Tentu saja, saya berbicara tentang lubang hitam.

Kita tahu bahwa benda-benda ini ada, tidak hanya secara teoritis, tetapi juga dari pengamatan. Hanya dengan melihat wilayah pusat Galaksi kita, kita dapat melacak orbit bintang-bintang dan menemukan bahwa mereka bergerak di sekitar objek pusat yang memiliki empat juta massa matahari, yang, pada saat yang sama, tidak memancarkan cahaya.

Faktanya, di pusat sebagian besar galaksi terdapat lubang hitam supermasif, banyak di antaranya ribuan kali lebih berat daripada monster di pusat Bimasakti. Mereka mewakili lubang hitam terbesar di Semesta, dan terbentuk, sebagaimana diyakini, oleh penggabungan dan penyerapan jutaan mayat kuno dari bintang masif yang mati.

Tentu saja, bintang-bintang masif yang paling terang dan terbesar lebih mudah dilihat jika Anda melihat gugusan bintang muda. Dapat diputuskan bahwa karena fakta bahwa mereka lebih besar dari yang lain, mereka hidup lebih lama, karena mereka memiliki lebih banyak cadangan bahan bakar, tetapi kenyataannya, yang terjadi adalah sebaliknya!

Bintang-bintang yang paling masif, kelas O dan B, secara harfiah puluhan ribu kali lebih terang daripada Matahari, karena fakta bahwa mereka membakar bahan bakar mereka puluhan ribu kali lebih cepat. Dan meskipun mereka memiliki massa puluhan atau ratusan kali lebih banyak daripada Matahari, mereka membakar bahan bakar mereka begitu cepat sehingga waktu hidup mereka hanya beberapa juta (atau bahkan beberapa ratus ribu) tahun! Dan ketika bintang paling masif mati, mereka mati bukan hanya dalam ledakan supernova ...

Inti bintang juga runtuh, dan meninggalkan bintang neutron atau lubang hitam!

Biasanya gravitasi bekerja untuk mengompresi bintang, menariknya ke dalam dan mencoba untuk jatuh. Ketika fusi nuklir terjadi dalam nukleus, tekanan dari radiasi luarnya seimbang dengan kompresi gravitasi dan menahan bintang. Bahkan ketika fusi nuklir berakhir, materi tetap menjadi benda padat, dan atom melawan keruntuhan dengan cukup baik. Dalam bintang seperti Matahari (atau bahkan empat kali lebih besar dalam bintang), pada akhir fusi nuklir, inti bintang akan menyusut ke ukuran yang sebanding dengan Bumi, tetapi tidak lebih jauh, karena atom akan mencapai keadaan setelah itu mereka menolak untuk mengompres.

Tekanan ini disebabkan oleh fakta bahwa partikel-partikel kuantum membutuhkan lebih banyak kekuatan untuk mengompresnya daripada gravitasi Matahari dapat menghasilkan. Tetapi bintang dengan massa melebihi 400% dari massa kita akan berubah menjadi supernova, dan wilayah pusatnya akan runtuh, setelah melewati keadaan atom, dan selanjutnya menuju nukleus dari neutron murni! Alih-alih ukuran Bumi, bintang neutron dari massa matahari akan tertutup dalam bola dengan diameter beberapa kilometer.

Dan meskipun hanya sebagian kecil dari bintang asli tetap di nukleus, massa bintang neutron bervariasi dari sebanyak matahari hingga tiga kali massa matahari. Tetapi untuk massa di luar batas ini, bahkan neutron menghasilkan gaya gravitasi, dan dikompresi menjadi ukuran yang sangat kecil sehingga cahaya tidak bisa lepas darinya. Pada tahap ini, kita bergerak dari bintang neutron ke lubang hitam!

Jadi, lubang hitam mana yang diketahui minimal? Saat ini ada tiga kandidat, dan beberapa lebih dekat ke kemenangan daripada yang lain.

IGR J17091-3624: lubang hitam dalam sistem biner yang dapat kita deteksi karena angin bintang yang kuat yang diciptakan oleh sistem biner. Alih-alih jatuh ke dalam lubang hitam, 95% materi yang disedot dari bintang pendamping terbang ke ruang antarbintang. Ini sebenarnya adalah lubang hitam bermassa kecil, tetapi akurasi pengukuran memberi kita sebaran 3 hingga 10 massa matahari.

GRO J0422 + 32: Sistem biner berkedip lain yang terletak hanya 8000 tahun cahaya dari Bumi, dan perkiraan massanya sangat bervariasi. Beberapa tim percaya bahwa ini adalah bintang neutron dengan massa hanya 2,2 kali dari matahari; yang lain mengklaim bahwa massanya lebih dekat ke matahari ke-4, dan yang lain lebih dekat ke 10 matahari. Belum ada solusi terakhir, tetapi jika saya bertaruh pada black hole terkecil yang diketahui, saya akan bertaruh pada kandidat ini.

XTE J1650-500: pada awalnya diumumkan bahwa massanya adalah 3,8 matahari, tetapi sejak itu perkiraannya telah berubah menjadi 5 massa matahari. Sistem biner ini memancarkan sinar-X dari piringan akresi, dan saat kita mempelajari objek kelas ini, kita menemukan hubungan antara radiasi yang dipancarkan dan massa lubang hitam itu sendiri!

Di mana pun batas ini terletak antara bintang neutron dan lubang hitam - baik itu 2,5 atau 2,7, atau 3,0, atau 3,2 massa matahari - tepat di sana, seperti yang Anda pikirkan, Anda harus mencari lubang hitam minimal . Tetapi ada tiga kemungkinan lagi yang bisa kita temukan!

1) Perpaduan bintang neutron! Proses inilah yang mengarah pada munculnya unsur-unsur yang sangat berat di Semesta, seperti emas, dan itu terjadi sebagai akibat tabrakan dua bintang neutron. Bintang-bintang neutron jauh lebih umum daripada lubang hitam, dan meskipun tumbukan mereka jarang terjadi, mereka terjadi setiap 10.000 - 100.000 tahun di sebuah galaksi, jika Anda ingat bahwa Alam Semesta lebih dari 10 miliar tahun dan mengandung hampir satu triliun galaksi.

Ada kemungkinan bahwa dalam tabrakan dua bintang neutron, bahkan jika massanya tidak melewati batas untuk pembentukan lubang hitam, hasilnya masih berupa lubang hitam dengan massa yang lebih kecil daripada supernova yang terbentuk setelah ledakan. Jadi ada harapan untuk menemukan lubang hitam dengan massa sedikit lebih dari dua matahari di Galaksi kita, karena seharusnya terlihat dari 100.000 hingga 1.000.000 peristiwa semacam itu!

Misalkan Anda tidak puas dengan massa black hole yang tersedia dan Anda ingin membuat black hole lebih kecil. Berita bagus: Anda hanya harus menunggu!

2) Lubang hitam menurunkan berat badan seiring waktu! Karena sifat Alam Semesta adalah kuantum, lubang hitam bukanlah objek statis karena penampilan fluktuasi partikel-antipartikel yang terjadi di dalam maupun di luar, dan pada cakrawala peristiwa lubang hitam. Dan meskipun ini terjadi agak lambat, lubang hitam menguap berkat proses yang dikenal sebagai radiasi Hawking.

Dalam hal ini, bukan aliran partikel atau antipartikel yang berasal dari lubang hitam, tetapi energi yang sangat rendah dan radiasi yang hampir konstan dari tubuh hitam.

Selama periode waktu yang lama, dari urutan 10 ⁶⁸ atau 10 ⁶⁹ tahun, lubang hitam dari massa terkecil menguap, kehilangan massa awalnya, dan kemudian sangat cepat, menguapkan beberapa ton terakhir dalam beberapa mikrodetik.

Jadi, jika Anda ingin mendapatkan lubang hitam dengan massa yang bahkan lebih sedikit daripada yang ada sekarang, tunggu saja. Nah, jika Anda membutuhkannya sekarang - saya punya berita buruk untuk Anda.

3) Semesta dapat dilahirkan dengan lubang hitam mikroskopis, tetapi tidak dilahirkan. Gagasan tentang black hole primitif muncul kembali pada tahun 1970-an, dan cerdik dengan caranya sendiri. Semesta pernah dalam keadaan panas, padat, seragam, dan berkembang pesat. Jika pada saat itu wilayah mana pun hanya 68% lebih padat daripada rata-rata, maka secara otomatis akan runtuh ke dalam lubang hitam, dan jika Anda memiliki banyak daerah seperti itu, kita akan mendapatkan alam semesta yang penuh dengan lubang hitam mikroskopis.

Tapi kami mengukur besarnya fluktuasi kepadatan di Semesta yang sangat awal, dan bagaimana perubahannya dengan skala - jika Anda turun dari skala terbesar ke skala terkecil dari yang diukur.

Alih-alih fluktuasi 68%, osilasi biasa mencapai kekuatan hanya 0,003%, yang jelas tidak cukup untuk munculnya Semesta dengan setidaknya satu lubang hitam primitif. Lebih buruk lagi, jika Anda pergi pada skala yang terus menurun, itu menjadi hampir tidak bisa dipercaya. Jika semuanya berbeda, Semesta akan dipenuhi dengan mereka; tetapi ini sama sekali bukan alam semesta kita.

Ini adalah kisah lubang hitam terkecil di Semesta, dari yang kita ketahui belum ditemukan, dan untuk mereka yang penampilannya Anda hanya perlu menunggu!

Lubang hitam terkecil di alam semesta

More articles: