Fisikawan UMass Amherst percaya ledakan seperti itu dapat terjadi pada dekade berikutnya, berpotensi “merevolusi fisika dan menulis ulang sejarah alam semesta.”
Fisikawan telah lama berpikir bahwa lubang hitam mengakhiri hidup mereka dengan ledakan langka yang terjadi, paling banyak, setiap 100.000 tahun sekali. Penelitian baru di Surat Ulasan Fisik Dari University of Massachusetts Amherst Physicists menunjuk ke berbagai pandangan. Tim memperkirakan bahwa probabilitas lebih dari 90% bahwa satu ledakan dapat diamati pada dekade mendatang. Jika pengamat bersiap terlebih dahulu, ruang dan observatorium darat sekarang harus dapat menangkap peristiwa tersebut.
Ledakan seperti itu akan sangat mendukung keberadaan teori tetapi tidak pernah secara langsung diamati lubang hitam disebut “lubang hitam primordial,” yang mungkin telah terbentuk kurang dari satu detik setelahnya Big Bang 13,8 miliar tahun yang lalu.
Ledakan ini juga dapat memberikan inventaris definitif dari semua partikel subatomik. Daftar ini akan mencakup partikel yang dikenal seperti elektron, quark, dan boson higgs, partikel yang diusulkan seperti kandidat material gelap, dan hal -hal lain yang saat ini tidak diketahui sains. Dengan katalog seperti itu, para peneliti akhirnya dapat menangani salah satu pertanyaan tertua tentang kemanusiaan: dari mana datangnya semuanya?
Mengerti lubang hitam
Kita tahu bahwa lubang hitam itu ada, dan kita memiliki pemahaman yang baik tentang siklus hidup mereka: bintang -bintang tua, berlari besar dari bahan bakar, meledak di supernova yang sangat kuat, dan meninggalkan area waktu dengan gravitasi yang begitu intens sehingga tidak, bahkan, tidak dapat melarikan diri. Lubang hitam ini sangat berat dan pada dasarnya stabil.
Tapi, seperti yang ditunjukkan oleh fisikawan Stephen Hawking pada tahun 1970, jenis lain dari lubang hitam – lubang hitam primordial (PBH), dapat diciptakan bukan oleh runtuhnya bintang tetapi dari kondisi kuno alam semesta tak lama setelah Big Bang. PBH, seperti lubang hitam standar, sangat padat sehingga hampir tidak ada yang bisa luput dari mereka – yang membuat mereka “hitam.” Namun, terlepas dari kepadatannya, PBHS bisa jauh lebih ringan daripada lubang hitam yang telah kita amati sejauh ini. Selain itu, Hawking juga menunjukkan bahwa lubang hitam memiliki suhu dan, teori, secara perlahan dapat memancarkan partikel melalui apa yang sekarang dikenal sebagai “radiasi menjajakan” jika mereka menjadi cukup panas.
https://www.youtube.com/watch?v=0dabps-fmd0
Konsep seniman ini mengambil pendekatan yang fantastis untuk membayangkan lubang hitam primordial kecil. Pada kenyataannya, lubang hitam sekecil itu akan mengalami kesulitan membentuk disk akresi yang membuatnya terlihat di sini. Kredit: NASAPusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard
“Semakin ringan lubang hitam, semakin panas seharusnya dan semakin banyak partikel akan dipancarkan. Ketika PBH menguap, mereka menjadi lebih ringan, dan sangat panas, memancarkan lebih banyak radiasi dalam proses pelarian untuk ledakan. Radiasi yang dijual oleh asisten kami.
Namun, sementara kita harus mampu, tidak ada yang pernah secara langsung mengamati PBH.
“Kita tahu cara mengamati radiasi yang menjajakan,” kata Joaquim Iguaz Juan, seorang peneliti postdoctoral di bidang fisika di UMass Amherst. “Kita bisa melihatnya dengan tanaman teleskop kita saat ini, dan karena satu -satunya lubang hitam yang dapat meledak hari ini atau dalam waktu dekat adalah PBH ini, kita tahu bahwa jika kita melihat radiasi menjajakan, kita melihat PBH yang meledak.”
Pergeseran paradigma dalam harapan
Meskipun fisikawan sejak menjajakan bahwa kesempatan melihat PBH yang meledak sedikit sangat sedikit, Iguaz Juan mencatat bahwa “pekerjaan kami sebagai fisikawan adalah mempertanyakan asumsi yang diterima, untuk mengajukan pertanyaan yang lebih baik dan menghasilkan hipotesis yang lebih tepat.”
Hipotesis Tim Baru? Bersiaplah sekarang untuk melihat ledakannya. “Kami percaya bahwa ada 90% peluang untuk menyaksikan PBH yang meledak dalam 10 tahun ke depan,” kata Aidan Symons, salah satu sesama penulis surat kabar dan seorang mahasiswa pascasarjana di bidang Fisika di UMass Amherst.
Dalam pekerjaan mereka, tim menjelajahi “model mainan gelap.” Ini pada dasarnya adalah salinan gaya listrik yang biasa seperti yang kita ketahui, tetapi yang mencakup versi elektron yang sangat berat dan dihipotesiskan, yang disebut tim sebagai “elektron gelap.”
Tim kemudian mempertimbangkan kembali asumsi lama tentang muatan listrik lubang hitam. Lubang hitam standar tidak memiliki muatan, dan diasumsikan bahwa PBH juga netral secara listrik.
“Kami membuat asumsi yang berbeda,” kata Michael Baker, seorang rekan penulis dan asisten profesor fisika di UMass Amherst. “Kami menunjukkan bahwa jika lubang hitam primordial dibentuk dengan muatan listrik gelap kecil, model mainan memperkirakan bahwa itu harus distabilkan sementara sebelum akhirnya meledak.” Dengan mempertimbangkan semua data eksperimental yang diketahui, mereka menemukan bahwa kami kemudian memiliki potensi untuk mengamati ledakan PBH tidak setiap 100.000 tahun seperti yang diharapkan sebelumnya, tetapi sekali setiap 10 tahun.
“Kami tidak mengklaim bahwa itu akan benar -benar terjadi dekade ini,” kata Baker, “tetapi mungkin ada 90% peluang yang terjadi. Karena kami sudah memiliki teknologi untuk mengamati ledakan ini, kami harus siap.”
Iguaz Juan menambahkan, “Ini akan menjadi pengamatan langsung pertama dari radiasi yang menjajakan dan PBH. Kami juga akan mendapatkan catatan yang pasti dari setiap partikel yang membentuk segala sesuatu di alam semesta. Ini akan sepenuhnya merevolusi fisika dan membantu kami menulis ulang sejarah alam semesta.”
Referensi: “Bisakah kita mengamati lubang hitam yang meledak dalam waktu dekat?” Oleh Michael J. Baker, Joaquim Iguaz Juan, Aidan Symons dan Andrea Thamm, 10 September 2025, Surat Ulasan Fisik.
Doi: 10.1103/nwgd-g3zl
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
