Pertembungan epik antara dua bintang neutron pada tahun 2017 sememangnya hadiah ilmiah, terus memberi maklumat kepada para saintis.
Apabila bintang-bintang bergabung, gelombang graviti menyebar ke seluruh alam semesta; Kini gema peristiwa ini dapat menyokong hipotesis lama dari lubang hitam.
Ahli astronomi yang mengkaji data gelombang graviti percaya bahawa mereka telah menemui bukti gema – sesuatu yang hanya dapat terjadi dengan adanya 'quantum fuzz' yang diciptakan oleh radiasi Hawking.
“Menurut teori relativiti umum Einstein, tidak ada yang dapat melepaskan diri dari graviti lubang hitam ketika melewati titik tidak kembali yang dikenali sebagai cakrawala peristiwa,” kata ahli astronomi dan ahli fizik Nyaesh Afshordi dari University of Waterloo di Kanada.
“Ini adalah pemahaman para saintis untuk waktu yang lama, hingga Stephen Hawking menggunakan mekanika kuantum untuk meramalkan bahawa zarah kuantum perlahan-lahan akan mengalir keluar dari lubang hitam, yang sekarang kita sebut sebagai radiasi Hawking.”
Kekayaan lubang hitam yang paling terkenal adalah daya tarikan graviti yang melampau. Ini sangat kuat sehingga dalam relativiti umum, ketika sesuatu melintasi titik yang disebut cakerawala peristiwa, mustahil untuk melarikan diri dari belakang. Malah benda terpantas di alam semesta – sinaran elektromagnetik – tidak dapat lari.
Tetapi mekanik kuantum dapat menjelaskan perincian alam semesta dengan cara yang tidak dapat dilakukan oleh relativiti umum; menurut idea Hawking 1974, lubang hitam memancarkan sesuatu ketika anda menambahkan mekanik kuantum. Ini adalah jenis teori radiasi elektromagnetik, yang disebut radiasi Hawking.
Sinaran teori ini serupa dengan spektrum cahaya yang dipancarkan oleh objek yang dipanaskan mematuhi peraturan radiasi badan hitam, hanya dalam hal ini jisim super berat lubang hitam menyebabkan gelombang tenaga ultra rendah dipancarkan.
Kewujudan sinaran ini bermaksud bahawa lubang hitam perlahan-lahan menguap, menyelesaikan paradoks maklumat lubang hitam; tetapi seperti gelombang graviti, radiasi masih terlalu lemah untuk dikesan.
Model lubang hitam pasti menunjukkan bahawa radiasi Hawking itu nyata. Tetapi gelombang graviti boleh mengubahnya. Kerana jika radiasi Hawking nyata, pasti ada 'fluff' kuantum di sekitar cakrawala peristiwa lubang hitam; dan bulu ini akan menyebabkan gelombang graviti.
“Para saintis tidak dapat menentukan secara eksperimen sama ada perkara yang melarikan diri dari lubang hitam sehingga pengesanan gelombang graviti yang paling baru,” kata Afshordi.
“Sekiranya fluff kuantum yang bertanggungjawab untuk radiasi Hawking ada di sekitar lubang hitam, gelombang graviti dapat melambung, mewujudkan isyarat gelombang graviti yang lebih kecil setelah peristiwa perlanggaran graviti utama, seperti gema yang berulang.”
Inilah yang dikatakan oleh Afshordi dan rakannya, ahli kosmologi Jahed Abedi dari Institut Fizik Graviti. Max Planck di Jerman, mereka dapat mengesan dari data graviti. Hasilnya selaras dengan gema simulasi yang diramalkan oleh model lubang hitam kabur yang memancarkan radiasi Hawking.
Sebenarnya, instrumen kami masih tidak cukup sensitif untuk mengesan radiasi Hawking. Dan Afshordi mengakui bahawa isyarat yang dijumpai oleh pasukan sebenarnya boleh menjadi kebisingan dalam data.
Untuk mengetahuinya, anda perlu mencari isyarat serupa dalam set data gelombang graviti yang lain.
“Sekarang para saintis mengetahui apa yang kita cari, kita dapat mencari lebih banyak contoh dan mendapatkan pengesahan isyarat yang lebih dipercayai,” kata Afshordi.
“Pengesahan seperti itu akan menjadi kajian langsung pertama mengenai struktur kuantum ruang-masa.”
Kajian ini diterbitkan dalam Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Sumber: Foto: physics.ucsb.edu/ Mondolithic Studios melalui Scientific American
