6 hours ago
2
Peneliti dari University of Sussex menemukan solusi lubang hitam baru berbasis kuantum yang dapat menjadi kunci awal menuju teori gravitasi kuantum.(EHT Collaboration)
PENELITI dari University of Sussex menyatakan langkah awal menuju teori gravitasi kuantum—sering disebut “holy grail” atau cawan suci dunia fisika—mungkin tersembunyi dalam resep kuantum untuk membentuk lubang hitam.
Penelitian ini menambahkan koreksi kuantum pada teori gravitasi klasik Einstein, relativitas umum, yang pertama kali dirumuskan pada 1916. Lubang hitam merupakan hasil dari solusi persamaan medan Einstein, yang menggambarkan gravitasi pada skala besar.
Kesenjangan Dua Teori Fisika Besar
Selama satu abad terakhir, fisika dibagi antara dua teori besar: relativitas umum untuk memahami alam semesta dalam skala besar, dan mekanika kuantum untuk partikel subatomik. Namun, kedua teori ini belum bisa dipadukan dalam satu kerangka yang utuh—terutama dalam menjelaskan kondisi ekstrem seperti inti lubang hitam.
“Lubang hitam adalah wilayah di ruang angkasa di mana gravitasi begitu kuat hingga cahaya pun tak bisa lolos. Namun, di pusatnya terdapat singularitas, di mana hukum fisika seperti yang kita kenal berhenti berlaku,” ujar Xavier Calmet, fisikawan teoretis dan penulis utama studi ini.
Di titik singularitas tersebut, kerapatan massa menjadi tak terhingga—sebuah kondisi yang dianggap tak masuk akal secara fisika, menandakan bahwa teori relativitas umum tidak cukup untuk menjelaskan fenomena ini. Di sinilah dibutuhkan gravitasi kuantum—teori yang menyatukan relativitas dan mekanika kuantum.
Solusi Kuantum
Meski teori gravitasi kuantum masih menjadi misteri, Calmet dan timnya menemukan mereka dapat membuat perhitungan koreksi kuantum terhadap persamaan Einstein dengan pendekatan fisika medan kuantum modern.
“Yang menarik, kami menemukan selain lubang hitam klasik, juga muncul solusi kuantum untuk lubang hitam,” jelas Calmet. “Solusi ini dapat dihitung secara analitik di dekat event horizon (batas luar lubang hitam) dan pada jarak jauh, meski belum bisa menjangkau pusat singularitas, karena di sana dibutuhkan pemahaman penuh tentang teori gravitasi kuantum.”
Solusi kuantum ini bukan sekadar versi modifikasi dari lubang hitam klasik—mereka benar-benar merupakan jenis lubang hitam baru yang hanya muncul dalam dunia yang tunduk pada hukum kuantum.
Masih Jauh dari Pembuktian Eksperimental
Meskipun menjanjikan, Calmet mengakui membedakan lubang hitam klasik dengan lubang hitam kuantum secara observasi sangatlah sulit. Karena pengamatan hanya bisa dilakukan dari jarak sangat jauh, kedua jenis lubang hitam ini kemungkinan besar akan tampak identik.
“Lubang hitam yang kita amati di alam semesta bisa jadi lebih cocok dijelaskan oleh solusi kuantum kami daripada oleh relativitas umum,” ujarnya. “Namun karena kedua pendekatan ini memberikan hasil yang sama di skala besar, sulit untuk mengujinya secara langsung.”
Dengan kata lain, hingga teknologi observasi berkembang lebih lanjut, rahasia gravitasi kuantum kemungkinan besar akan tetap tersembunyi di balik cakrawala peristiwa lubang hitam—menunggu untuk diungkap. (Space/Z-2)
