Sains-Inreligion

بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ

Paradoks Informasi Lubang Hitam

Posted by agorsiloku pada November 22, 2006

Agung Waluyo (The Center for Nuclear Studies GWU Washington DC)

JULI lalu menjadi bulan bersejarah dunia astrofisika karena Stephen Hawking yang pertama kali mengemukakan teka-teki paradoks lubang hitam menyampaikan perubahan pandangannya. Paradoks informasi yang berumur 30 tahun ini menyatakan bahwa informasi yang masuk lubang hitam akan lenyap bersama lenyapnya lubang hitam.

Tahun 1975, penulis buku terkenal A Brief History of Time (Buku ini telah diterjemahkan dengan judul Riwayat Sang Kala) ini menyatakan bahwa lubang hitam bisa kehilangan massa dengan radiasi. Saat itu Hawking percaya bahwa benda apa pun yang terjebak dalam gravitasi lubang hitam tidak bisa lagi ditelusuri.

Namun, dalam konferensi internasional tentang Relativitas Umum dan Gravitasi ke-17, Juli 2004, Hawking mengumumkan apa yang ia percayai keliru. Menurut dia, informasi yang ditelan lubang hitam mungkin bisa ditelusuri kembali dalam bentuk yang membingungkan. Ini memungkinkan penyatuan teori gravitasi dan mekanika kuantum.

Keunikan lubang hitam

Untuk mengerti dan mengapresiasi pentingnya paradoks informasi ini dalam ilmu fisika harus perlu dipahami apa dan sifat-sifat lubang hitam.

Lubang hitam adalah benda angkasa yang terbentuk sedemikian rupa sehingga memiliki gaya tarik besar sekali. Tidak sesuatu pun dalam jangkauan medan gravitasinya akan terbebas dari gaya tariknya.

Lubang hitam bisa terbentuk dari sebuah bintang tua. Pada bintang-kumpulan gas-gas partikel-terjadi reaksi fusi nuklir pada pusatnya yang memampukan partikel-partikel gas tadi untuk tidak tertarik ke pusat bintang oleh gravitasinya sendiri. Jika bahan bakar reaksi fusi habis, gaya dorong ke luar tidak lagi dihasilkan. Akibatnya, partikel-partikel gas akan tersedot ke pusat gravitasi dan menekan seluruh massa bintang jadi lubang hitam.

Medan gravitasi lubang hitam memiliki lapisan pembatas yang jelas membedakan kedua sisi dari batas tersebut. Membran yang menandai batas point of no return ini dikenal sebagai cakrawala peristiwa.

Misalkan dua pemuda, Agus dan Kocu, mengendarai pesawat antariksa bisa mencapai membran ini. Secara tak sengaja Agus melampaui batas. Dengan kepastian 100 persen Agus akan bergerak makin cepat jatuh ke lubang hitam. Ia memiliki kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Ia tak mungkin memberi syarat dengan kilatan cahaya karena cahaya pun ditarik lubang hitam.

Akibat efek perlambatan waktu pada relativitas khusus, Kocu tidak melihat Agus jatuh semakin cepat, melainkan semakin lambat dan akhirnya berhenti. Lebih aneh lagi Kocu akan melihat tubuh Agus menjadi pipih gepeng akibat efek kontraksi panjang. Dari luar cakrawala peristiwa, Kocu akan melihat lubang hitam seperti tempat sampah penuh barang.

Keunikan lubang hitam lain adalah tidak hitam, melainkan berwarna. Pada paper-nya tahun 1976, Hawking menunjukkan bahwa permukaan cakrawala peristiwa memiliki suhu sekitar 10 biliun derajat. Kondisi ini memungkinkan lubang hitam memancarkan radiasi-disebut radiasi Hawking. Jadi, lubang hitam dapat meluruh sampai massanya hilang.

Radiasi terjadi akibat proses produksi pasangan di cakrawala peristiwa. Dalam teori Dirac, ruang vakum adalah lautan partikel dan anti-partikel yang dari dalam secara virtual mungkin tercipta pasangan partikel dan anti-partikel yang kemudian lenyap jika keduanya menyatu. Jika proses ini terjadi pada daerah cakrawala peristiwa dan salah satu partikel yang tercipta ada dalam cakrawala peristiwa dan yang lain di luar, maka partikel yang di luar akan mungkin lepas sebagai radiasi Hawking.

Letak paradoksnya

Jika informasi benar-benar hilang dalam lubang hitam, maka ada beberapa prinsip mekanika kuantum yang dilanggar. Yang pertama adalah prinsip mikroreversibilitas.

Menurut mekanika kuantum, setiap proses fisis dapat dibalik kejadiannya. Maka informasi akhir bisa digunakan menelusuri informasi awal proses. Lubang hitam adalah sumber irreversibilitas di semesta karena salah satu pasangan partikel yang tercipta pada produksi pasangan berada di luar cakrawala peristiwa tidak mengandung bit informasi tentang apa yang terjadi di sisi dalam cakrawala peristiwa.

Prinsip selanjutnya yang dilanggar adalah unitarity. Propagasi informasi dari keadaan awal ke keadaan akhir secara matematis mengalami evolusi yang unitary. Artinya, fluks dijamin utuh. Menurut Preskill, profesor informasi kuantum di California Institute of Technology (Caltech), yang terjadi pada lubang hitam adalah keadaan awal informasi yang murni berevolusi menjadi keadaan yang bercampur. Keadaan ini melanggar prinsip unitarity.

Lebih parah lagi, prinsip kekekalan energi juga harus dilanggar. Dalam kekekalan energi hilangnya informasi dalam bentuk materi harus diiringi terciptanya energi sangat besar. Jika paradoks ini benar, alam semesta akan bersuhu sekitar 1031 derajat hanya dalam beberapa detik, yang dalam kenyataan tidak terjadi.

Solusi yang menjanjikan

Apa benar informasi yang masuk ke cakrawala peristiwa akan lenyap ditelan lubang hitam? Benarkah pengamatan Agus dari dalam cakrawala peristiwa berbeda dengan pengamatan Kocu di luarnya? Ataukah keduanya saling melengkapi sehingga obyek yang jatuh ke dalam lubang hitam akan terurai secara termal dan energinya disebarkan merata ke permukaan cakrawala peristiwa dan ke luar dalam bentuk radiasi Hawking?

Kemungkinan pemecahan teka-teki ini datang dari teori fisika yang kini berkembang pesat: teori string (dawai). Dua fisikawan besar yang bekerja pada bidang ini: Leonard Susskind dari Amerika dan Gerald t’Hooft dari Belanda membuat postulat baru yang digabungkan dengan postulat pada teori relativitas. Postulat ini dikenal dengan prinsip complementarity pada lubang hitam.

Dengan prinsip complementarity, teori dawai punya cara untuk menjelaskan bahwa informasi yang masuk lubang hitam tidak hilang melainkan diduplikasikan ke permukaan cakrawala peristiwa.

Misalkan sebuah atom jatuh ke lubang hitam. Karena atom ini mengalami percepatan yang tinggi sekali, maka yang tampak pertama kali adalah inti atom yang dikelilingi oleh awan elektron kabur. Semakin mendekati lubang hitam, gerak elektron akan semakin lambat dan akibatnya elektron akan semakin terlihat jelas. Beberapa saat berikutnya munculah partikel penyusun inti, proton dan neutron, diikuti quark.

Pada bagian ini teori dawai melengkapi penjelasan yang hilang sebelumnya. Teori dawai percaya bahwa bahan penyusun materi yang fundamental bukanlah quark melainkan dawai yang berukuran 1/1.020 kali ukuran proton.

Dawai digambarkan seperti sehelai karet yang bisa bergetar. Frekuensi getarannya bisa bersuperposisi dengan sesamanya dan mode getaran yang berbeda menghasilkan partikel-partikel elementer berbeda pula. Jika frekuensi tinggi yang dimiliki kawat berhenti, kawat semakin melar.

Dalam gambaran atom, setelah quark muncullah kumpulan dawai penyusun atom sesungguhnya dan dalam waktu singkat kumpulan dawai akan melar lalu memenuhi permukaan cakrawala peristiwa. Ini berlaku untuk semua materi yang masuk lubang hitam.

Jadi bagi Agus yang jatuh ke dalam lubang hitam, ia tidak melihat perubahan selain kemusnahan dirinya dan obyek-obyek lain dalam lubang hitam. Sementara bagi Kocu, ia sama sekali tidak melihat bahwa informasi yang masuk hilang melainkan tersebar pada permukaan cakrawala peristiwa. Inilah keunggulan prinsip complementarity.

Meskipun sulit dibuktikan secara eksperimen, banyak kelompok teori dari universitas ternama seperti Harvard, Princeton, dan MIT di AS telah mengonfirmasikan hasil perhitungan mereka dengan menggunakan prinsip baru ini.

Sumber : Kompas (12 Oktober 2004)

 

Iklan

21 Tanggapan to “Paradoks Informasi Lubang Hitam”

  1. Antonio van buyten said

    i still don’t understand about black hole. Susah memahami lubang hitam karena kita tidak bisa merasakan apa yg terjadi.
    seandainya ada orang yg rela jatuh ke lubang hitam dan memberitahu isinya kalau ia berhasil selamat, kan enak

    Suka

  2. agorsiloku said

    Iya Mas Antonio Van Buyten, kalau kita bisa masuk ke lubang hitam, terus dapat melihat paradoksnya, terus balik lagi ke dunia kini kan asyik. Filem sains fiksi memanfaatkan teori ini untuk menghidupkan industri film yang memang mengasyikan. Stephen Hawking sendiri, telah meralat teorinya.

    Suka

  3. fazzeddy said

    penemuan memang seringkali direvisi seiring penilitian dan pengamatan secara terus-meneeruss

    @
    Penemuan berlapis-lapis, karena pengetahuan membuka satu demi satu lembaran melalui penelitian dan pengamatan dari setiap ke seluruh bagian….

    Suka

  4. Athiya Mahmud Hanna said

    yang benar saja, kalau begitu ada kemungkinan kita bisa mengulang masa lalu dan menembus masa depan dong! wah hebat sekali!!! tetapi bagaimana persamaan matematikanya???? seberapa rumitkah???

    @
    Nabi Khidir dikisahkan (sezaman dengan Nabi Musa) atas hidayahNya “menembus” takdir masa depan. Ayat-ayat Allah begitu banyak menjelaskan mengenai kehidupan di surga, neraka, kejadiaan saat terjadi hari penghancuran dan hari kebangkitan (kiamat).

    Namun, Stephen Hawking meralat teori black holenya.

    Salam, agor.

    Suka

  5. Memang sangat sulit untuk kita pahami.Ceritanya lumayan lengkap dan mudah dipahami.Namun , coba lebih lagi disertai dengan gambar.

    Thank’s for Agor.

    @
    Gambar memang lebih afdol, tapi datang saja ke site hubble (pada tag kiri kelompok sains), di situ jauh lebih lengkap visualisasinya.

    Suka

  6. fauzan said

    Memang berat mengungkapkan misteri ini, namun apakah mungkin kalau kita memasuki lubang hitam akan menembus ruang dan waktu ?

    1. [ tdk mngkn menembus waktu] untuk mengetahui/menahan kematiannya saja belum sanggup
    2. [ mngkn menembus ruang/ dimensi lain ] menurut john wheeler setiap benda yang masuk ke blackhole akan menembus ke alam semesta lain dan setiap alam semesta mempunyai hubungan satu sama lainnya.

    @
    1. Lubang hitam tidak benar-benar hitam. Hawking berspekulasi dan kemudian meralat teorinya.

    2. Ini spekulasi ilmu pengetahuan.

    Suka

  7. Gidion said

    saya sangat mengagumi Hawking yang mampu menjawab dengan penjelasan yang akurat tentang misteri Lubang Hitam itu

    @
    Ya betul Mas, Hawking adalah saintis besar pada masa kini. Misteri Lubang Hitam mungkin beliau salah satu yang menjelaskan dan kemudian meralatnya, tidak semua objek diserap oleh massa di lubang hitam ini. Rasa-rasanya, para ilmuwan juga belum mengetahui apa sesungguhnya misteri ini….

    Suka

  8. Setelah bertahun tahun lamanya, dari semua ahli-ahli terhebat di dunia tak satupun yang mampu memberikan penjelasan yang akurat tentang Lubang Hitam itu, dan hanya Hawking saja yang mampu menjawabnya dengan keakuratan yang tinggi dan penjelasan yang matang.
    Dan memang hanya dia yang pantas disebut Enstein zaman sekarang.

    @
    😀

    Suka

  9. haniifa said

    Kira-kira Enstein… Zaman doeloe siapa yach !!! 😀

    @
    Sebelum ilmu dan pengetahuan berkembang, khususnya di bidang sains. Pada suatu masa peranan itu diambil oleh pemuka agama, filsuf, dan tentu saja dukun…. 😀

    Suka

  10. Abudaniel said

    Assalamu’alaikum,
    Kalau terjadinya lobang hitam adalah hasil dari tersedotnya partikel gas kepusat gravitasi akibat peluruhan materi dari bintang yang kehilangan/kehabisan materi sebagai bahan bakar reaksi fusi bintang, maka tidak menutup kemungkinan bahwa apapun bendanya yang tersedot oleh gaya gravitasi yang sangat kuat ini akan terpadatkan sepadat mungkin. Ingat bahwa gravitasi akan menarik kedalam titik pusat lobang hitam itu dari semua arah. Atau tidak menutup kemungkinan pula bahwa benda-benda yang tersedot akan berbenturan sesamanya. Bisa dibayangkan akibat benturan tersebut.
    Apakah ini yang akan terjadi ketika kiamat bermula?
    Wassalam,

    @
    Ass.wr.wb.
    Semula orang berpikir bahwa lubang hitam adalah sehitam-hitamnya dan sekuat-kuatnya gravitasi sehingga tidak ada apapun termasuk cahaya yang tersedot bisa keluar dari blekhol itu. Namun, ini kemudian diralat kembali oleh Stephen Hawking. Lubang hitam, tidak “sehitam” yang diperkirakan.
    Kiamat adalah ketika alam semesta digulung kembali.
    Sepertinya pemahaman kita terhadap tetapan kosmologi dan dibenturkan isi alam semesta dan gunung dihamburkan seperti debu (petunjuk firman Allah( berbeda dengan penjelasan tentang daya hisap dari blekhol.
    Wass, agor.

    Suka

  11. Rusdi said

    Menurut dia (Hawking), informasi yang ditelan lubang hitam mungkin bisa ditelusuri kembali dalam bentuk yang membingungkan, jadi….. apakah mungkin ini merupakan proses penciptaan jagat raya yang baru (reinkarnasi jagat raya).

    @
    Wah reinkarnasi jagat raya?, masuk jagat cilik?, atau saluran black hole ke worm hole dan muncul ke wilayah dunia baru?. atau penciptaan jagat raya baru?.

    Wah… saya belum bisa membayangkan… 😀

    Suka

  12. Haniifa said

    Salam,
    Kalau “ledakan evolusi“ adalah bahasa malu-malunya para ilmuwan pada dari katan “KUN” pada (QS 36:82) adalah rumusan Albert Einstein.
    Sedangkan “Black Hole” adalah bahasa malu-malunya dunia barat terhadap Ka’bah yang dibungkus oleh kebingungan Steven Hawking.
    Yang paling parah Faham Dawinisme” adalah yang paling memalukan dunia barat.
    Wasalam.

    @
    😀 paling memalukan ataukah paling dibanggakan… karena dengan itu, penolakan keberadaan Sang Pencipta mendapatkan tempat untuk disahkan…..

    Suka

  13. haniifa said

    Tes moderasi…. 😀

    @
    Tidak dimoderasi, tapi pengalaman.. kalau link lebih dari 3, kadang askimet menganggap sebagai spam…. 🙂

    Suka

  14. Refadhika said

    Masih Bermaknakah kecepatan cahaya pada kawasan horizon peristiwa lubang hitam? jika ya…. seperti apakah ia? Bagaimakah keadaan pergumulannya dengan forsa gravitas? bagaimakah sekarang perkembangan teori tanpa tapal batas? pada prinsip complementary apakah waktu masa lalu, masa kini, dan masa akan datang terbentang secara bersamaan dalam cakrawala peristiwa? Mungkinkah terjadi efek dejavu pada partikel di dalam lembar dunia adi dawai ketika berada di dalam horizon peristiwa? Bagaimanakah dengan tinjauan teory penampakan abad ini yang mengatakan bahwa makrokosmos dan mikrokosmos hanyalah kamuflase matrix energi belaka? terus… Kenapa kita (pengamat) ada di antara keduanya? bukan pada salah satunya? mungkinkah di dalam ayakan quantum energi terdapat makrokosmos yang menurut pandangan kita selama ini itu adalah mikrokosmos? bukankah ukuran itu tergantung dari tolak ukurnya apa?, apakah dimungkinkan seluruh percabangan-percabangan jagat raya itu seperti mimpi di dalam mimpi yang tiada berkesudahan? apakah mungkin berkesinambungan dengan semesta anti materi?

    @
    Nyaris semua tanda tanya yang Mas sampaikan, seperti itu pula yang kerap saya ingin tahu lebih banyak. Batas peristiwa (horizon peristiwa) pada lubang hitam menjelaskan bahwa ada yang terhisap dan ada yang tidak, namun Hawking kemudian “melihat” bahwa lubang hitam tidak benar-benar hitam, artinya ada radiasi yang keluar dari lubang hitam. Jadi tidak seperti yang dihipotesiskan sebelumnya, tidak ada satupun yang bisa keluar dari forsa gravitasi dari keruntuhan bintang tua.

    Mengenai efek dejavy, lembar dunia adi dawai di dalam horizon peristiwa?, kamuflase mikrokosmos hanyalah kamuflase matrix energi belaka… dst… Terus terang saja, saya tidak bisa menjawab atau berkomentar. Saya juga tidak mengerti. Mohon maaf.
    Mengenai kesinambungan alam semesta dengan anti materi?… sepertinya/seharusnya jawabnya ya.. mesti ada kesinambungan karena jumlah masa dan gaya yang ada di alam semesta membutuhkan pasangan. Boleh jadi itu anti materi, boleh jadi itu materi gelap….

    Suka

  15. abu said

    energi nuklir bisa habis energi gravitasi kekal dari jaman duluuuuuuuuuuuu, beda ya sama gaya tarik elektromagnet,setiap massa terpengaruh gravitasi, jk roh bisa dideteksi sbg ‘energi gelombang’ punya ‘massa’ terpengaruh ‘gravitasi’ jg ya ……….. blackhole denger 2x hawking ateis

    @
    Wah saya nggak tahu, apakah roh bisa dideteksi sebagai energi gelombang elektromagnetik (gaya listrik) atau punya massa sehingga dipengaruhi dan mempengaruhi massa yang lain. Seingat saya, dalam bukunya “Riwayat Sang Kala”, beliau menulis “Saya ingin tahu, siapa Engkau yang membuat saya bisa bertanya?”. Duh saya lupa persis kalimatnya. Namun, kesan yang saya tangkap adalah Stephen mengagumi Sang Pencipta yang membuat hasil ciptaanNya bisa bertanya siapa Engkau yang menciptakan Aku. Beda ya dengan manusia membuat mobil dan mobil tidak pernah bertanya siapa pembuatnya. 😀

    Suka

  16. Airin said

    Hoeeeee………,,,

    ini pembahasan kesukaan q…,,
    selain pemanasan global !! ehehehee…

    Suka

  17. qarrobin said

    @Agor makasih link saya udah di add disini

    mungkin keterangan dibawah ini bisa membantu

    BLACK HOLES

    1.Black holes absorb matter, time, space and energy and transport them to the white hole.
    2.From black holes only gravitational waves can escape. The other waves are absorbed.
    3.Black holes are through white holes.
    4.While gravitational waves escape from matter, especially from black holes, they show gravitating features.
    5.Black holes don’t radiate, but absorb light. They eat space, end up the time-space.
    6.Black holes are the end of the matter. They are the result. Result means tomorrow and after. It is the order of death, doomsday. Black holes are the absorbing pole of the universe. Result pole absorbs.
    7.Black holes are our end, tomorrow and the result of our existence. Black holes are the consumption of our energy.
    8.Black holes are the region of nullity and absolute coldness.

    WHITE HOLES

    1.White holes transmit what the black holes absorb. Matter, energy, and time-space reexist.
    2.Gravitational waves are absorbed by white holes. Only antigravitational waves can escape from them.
    3.White holes are through the black holes.
    4.While gravitational waves escape from matter smaller than ‘0’ and white holes, they show levitic properties.
    5.White holes radiate, sets the light free, manufacture space and time.
    6. White holes are the start of the matter. They are the reason. Reason means yesterday and before. It is the order of ‘BE’, the creation. White holes are the emitting pole. Reason pole emits.
    7.White holes are our yesterday, past and the reason of our existence. White holes are the source of our energy.
    8.White holes are the region of absolute hotness and nullity region.

    Suka

  18. Yukito chu said

    Waaaaw…btul” pmbicaraan yg hebat..
    Tpi pngetahuan sya sbg anak Sma,cmn bsa blg, Hanya Tuhan aja yg twu..!

    Suka

  19. Anonim said

    Black hole /lubang hitam,ada banyak orang yang mengetahui,dan lebih banyak lagi yang tidak mengetahui, apa cara yang paling baik supaya orang tahu tentang lubang hitam selain situs di internet?. Informasi lubang hitam itu penting loe,sebab akan banyak orang yang tahu dan mempelajari black hole dan ingin menjadi seperti para genius yang meneliti black hole yang bertaun taun terus di perdebatkan dan pemberitaan yang simpang siur.Pengirim ‘abdul rosid”anak nesas sumedang

    Suka

  20. lubang hitam???
    huh
    masi sulit di mengerti ama aku nie
    kan masi belom jelas kan
    meski peneliti itu memberi pendapat yang mungkin masuk akal
    tp kan belum tentu benar
    ya bner kata mas antonio an buyten andai aja ada orang yang jatuh ke lubang hitam dan selamat mereka bisa beri informasi ke bumu kan enak
    sulit banget

    Suka

  21. black_hole said

    lobang hitam bersifat pemusnah….segala bentuk zirim atau atom akan lebur bila memasuki lobang hitam..tarikan tenaga yg sangat kuat..bumi kita pun terbentuk memalui proses black hole megikut sains…

    Suka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: