Lubang putih

Lubang putih adalah bidang ruang waktu hipotetis yang tidak bisa dimasuki dari luar, meskipun materi dan cahaya bisa lepas darinya. Dalam pengertian ini, lubang putih adalah kebalikan dari lubang hitam, yang hanya dapat dimasuki dari luar, sementara materi dan cahaya tidak dapat lepas darinya. Lubang putih muncul dalam teori lubang hitam kekal.^[1] Namun, bidang ini tidak ada untuk lubang hitam yang terbentuk melalui keruntuhan gravitasi, juga tidak ada proses fisik yang diketahui tentang bagaimana lubang putih bisa terbentuk. Meskipun informasi dan bukti mengenai lubang putih tetap tidak meyakinkan, GRB 060614 2006 telah diusulkan sebagai kejadian terdokumentasi pertama dari lubang putih.

Bagian dari seri artikel mengenai
Relativitas umum
${\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }}$
Pengantar Sejarah Rumus matematis Sumber Uji coba
Prinsip dasar Teori relativitas Kerangka acuan Kerangka acuan inersia Prinsip ekuivalensi Ekuivalensi massa–energi Relativitas khusus Garis dunia Geometri Riemann
Fenomena Masalah Kepler Gravitasi Medan gravitasi Lensa gravitasi Gelombang gravitasi Pergeseran merah gravitasi Pergeseran merah Pergeseran biru Dilatasi waktu Dilatasi waktu gravitasi Kompresi gravitasi Frame-dragging Efek geodesi Horizon peristiwa Singularitas gravitasi Lubang hitam Lubang putih Ruang waktu Ruang Waktu Diagram ruang waktu Ruang waktu Minkowski Lubang cacing
Persamaan Formalisme Persamaan Gravitasi linier Persamaan medan Einstein Friedmann Geodesi Mathisson–Papapetrou–Dixon Hamilton–Jacobi–Einstein Formalisme ADM BSSN Pasca-Newton Teori lanjutan Teori Kaluza–Klein Gravitasi kuantum
Solusi Schwarzschild Reissner–Nordström Gödel Kerr Kerr–Newman Kasner Lemaître–Tolman Taub-NUT Milne Robertson–Walker Gelombang pp Debu van Stockum Weyl−Lewis−Papapetrou
Ilmuwan Einstein Lorentz Hilbert Poincaré Schwarzschild de Sitter Reissner Nordström Weyl Eddington Friedman Milne Zwicky Lemaître Gödel Wheeler Robertson Bardeen Walker Kerr Chandrasekhar Ehlers Penrose Hawking Raychaudhuri Taylor Hulse van Stockum Taub Newman Yau Thorne lainnya
l b s

Ikhtisar

Seperti lubang hitam, lubang putih memiliki sifat seperti massa, muatan, dan momentum sudut. Mereka menarik massa seperti massa lainnya, tetapi benda-benda yang jatuh ke lubang putih tidak akan pernah benar-benar mencapai horizon peristiwa lubang putih ^{[butuh rujukan]} (meskipun dalam kasus solusi Schwarzschild-diperpanjang maksimal, sebagaimana dibahas di bawah ini, horizon peristiwa lubang putih di masa lalu menjadi sebuah horizon peristiwa lubang hitam di masa depan, sehingga setiap benda yang jatuh ke arah itu pada akhirnya akan mencapai horizon lubang hitam). Bayangkan sebuah medan gravitasi, tanpa permukaan. Percepatan gravitasi yang terbesar ada pada permukaan objek. Tapi karena lubang hitam tidak memiliki permukaan, percepatan gravitasi meningkat secara eksponensial, tetapi tidak pernah mencapai nilai akhir karena tidak ada yang dianggap permukaan dalam singularitas.

Dalam mekanika kuantum, lubang hitam memancarkan radiasi Hawking agar bisa mencapai kesetimbangan termal dengan gas radiasi (tidak wajib). Karena kesetimbangan termal adalah invarian pembalik waktu, Stephen Hawking berpendapat bahwa waktu terbalik dari sebuah lubang hitam dalam kesetimbangan termal adalah sebuah lubang hitam juga dalam kesetimbangan termal.^[2] Hal ini dapat diartikan bahwa lubang hitam dan lubang putih adalah objek yang sama. Radiasi Hawking dari sebuah lubang hitam biasa ini kemudian diidentifikasi dengan emisi lubang putih . Argumen semi-klasik Hawking direproduksi dalam penafsiran mekanika kuantum AdS/CFT,^[3] di mana sebuah lubang hitam dalam ruang anti-de Sitter dijelaskan oleh gas termal dalam teori gauge, dan waktu pembalikan adalah sama seperti dirinya.

Asal mula

Ide dari benda Hitam dicetuskan oleh Gustav Kirchhoff, dengan Definisi dari Max Planck dan juga benda Putih. Kemudian hal itu digunakan sebagai Analogi untuk Astronomi .

Diagram struktur ruang waktu lubang hitam-diperpanjang maksimal. Arah horisontal dan arah vertikal adalah waktu.

Kemungkinan adanya lubang putih dikemukakan oleh kosmolog rusia Igor Novikov pada tahun 1964.^[4] lubang Putih yang diprediksi sebagai bagian dari solusi untuk persamaan medan Einstein dikenal sebagai versi metrik Schwarzschild-diperpanjang maksimal^{[butuh klarifikasi]} menggambarkan lubang hitam kekal tanpa isi dan tanpa rotasi. "Diperpanjang maksimal" disini mengacu pada gagasan bahwa ruang dan waktu tidak harus memiliki "tepi": untuk setiap kemungkinan lintasan jatuh bebas partikel (mengikuti geodesik) dalam ruang-waktu, seharusnya memungkinkan untuk melanjutkan lintasan ini secara asal, jauh ke dalam partikel masa depan, kecuali jika lintasan ini memotong singularitas gravitasi seperti yang ada di pusat interior lubang hitam. Dalam rangka memenuhi persyaratan ini, ternyata selain interior lubang hitam wilayah partikel-partikel yang masuk ketika mereka jatuh melalui horizon peristiwa dari luar, harus ada bidang interior lubang putih, yang memungkinkan kita untuk memperkirakan lintasan dari partikel-partikel yang pengamat dari luar melihatnya terlontar dari horizon peristiwa. Bagi pengamat luar yang menggunakan koordinat Schwarzschild, partikel yang masuk kedalam membutuhkan waktu yang tak terhingga untuk mencapai horizon lubang hitam yang jauhnya tak terhingga di masa depan, sementara itu partikel-partikel keluar yang melintasi pengamat telah melintas jauh ke luar untuk waktu yang tak terhingga karena melintasi horizon lubang putih jauh tak terhingga di masa lalu (Namun, partikel atau benda lain hanya mengalami waktu yang terbatas antara melintasi horizon dan melewati pengamat luar). Meskipun hanya ada sedikit bukti dari lubang putih. Lubang hitam/lubang putih muncul "kekal" dari perspektif pengamat luar, dalam arti bahwa partikel yang melintas ke luar dari wilayah interior lubang putih dapat melewati pengamat pada setiap waktu, dan partikel yang bepergian ke dalam yang pada akhirnya akan mencapai daerah interior lubang hitam juga bisa melewati pengamat kapan saja.

Hal ini bisa diumpamakan seperti ada dua daerah interior yang terpisah dalam ruang waktu maksimal, ada juga dua wilayah eksterior yang terpisah, kadang-kadang disebut dua "alam semesta" yang berbeda, dimana dengan alam semesta kedua memungkinkan kita untuk memperkirakan beberapa lintasan partikel yang mungkin terjadi di dua daerah interior. Ini berarti bahwa wilayah interior hitam-lubang dapat mengandung campuran partikel yang jatuh dari alam semesta (dan dengan demikian pengamat yang jatuh dari satu alam semesta mungkin bisa melihat cahaya yang jatuh dari alam semesta yang lain), dan juga partikel dari daerah lubang putih dalam interior bisa lolos ke tiap alam semesta. Keempat wilayah tersebut dapat dilihat dalam diagram ruang-waktu yang menggunakan koordinat Kruskal-Szekeres. lihat gambar^[5]

Dalam ruang waktu ini, adalah mungkin untuk menghasilkan sistem koordinat sehingga jika Anda memilih sisi konstan dari waktu konstan (satu set titik yang semuanya memiliki koordinat waktu yang sama, sehingga setiap titik di permukaan memiliki pemisahan seperti ruang angkasa, memberikan apa yang disebut 'permukaan seperti ruang angkasa') dan menggambar "diagram embedding" yang menggambarkan kelengkungan ruang pada saat itu, diagram embedding akan terlihat seperti sebuah tabung yang menghubungkan dua daerah eksterior, yang dikenal sebagai "jembatan Einstein-Rosen "atau lubang cacing Schwarzschild. Bergantung pada tempat hipersurface seperti ruang angkasa, jembatan Einstein-Rosen dapat menghubungkan dua cakrawala kejadian lubang hitam di setiap alam semesta (dengan titik-titik di bagian dalam jembatan menjadi bagian dari wilayah lubang hitam ruangwaktu), atau dua cakrawala peristiwa lubang putih di setiap alam semesta (dengan titik di bagian dalam jembatan menjadi bagian dari wilayah lubang putih). Tidak mungkin menggunakan jembatan untuk menyeberang dari satu alam semesta ke alam lain, namun, karena tidak mungkin memasuki horizon peristiwa lubang putih dari luar, dan siapa pun yang memasuki cakrawala lubang hitam dari alam semesta pasti akan menabrak singularitas lubang hitam.

Perhatikan bahwa metrik Schwarzschild yang diperluas secara maksimal menggambarkan lubang hitam/lubang putih ideal yang ada selamanya dari sudut pandang pengamat eksternal; Lubang hitam yang lebih realistis yang terbentuk pada waktu tertentu dari bintang yang ambruk akan membutuhkan metrik yang berbeda. Ketika materi bintang infalling ditambahkan ke diagram sejarah lubang hitam, ia menghilangkan bagian dari diagram yang sesuai dengan wilayah interior lubang putih.^[6] Tetapi karena persamaan relativitas umum bersifat reversibel waktu (mereka menunjukkan T-simetri), relativitas umum juga harus memungkinkan pembalikan waktu dari jenis lubang hitam "realistis" yang terbentuk dari materi yang runtuh. Kasus yang dibalik waktu itu akan menjadi lubang putih yang telah ada sejak awal alam semesta, dan yang memancarkan materi sampai akhirnya "meledak" dan lenyap.^[7] Terlepas dari kenyataan bahwa benda-benda semacam itu diizinkan secara teoretis, tidak dianggap serius seperti lubang hitam oleh fisikawan, karena tidak akan ada proses yang secara alami akan mengarah pada formasi mereka, mereka hanya bisa ada jika mereka dibangun dalam kondisi awal Ledakan Dahsyat. Selain itu, diperkirakan bahwa lubang putih semacam itu akan sangat "tidak stabil" dalam artian jika sejumlah kecil benda jatuh ke arah cakrawala dari luar, ini akan mencegah ledakan lubang putih seperti yang terlihat oleh pengamat jauh, dengan masalah ini. yang dipancarkan dari singularitas tidak pernah bisa lolos dari gravitasi gravitasi lubang putih .^[8]

1980-an–sekarang

Pandangan mengenai lubang hitam yang pertama kali diajukan pada akhir 1980-an dapat ditafsirkan sebagai penumpukan beberapa cahaya pada sifat lubang putih klasik. Beberapa peneliti telah mengusulkan bahwa ketika sebuah lubang hitam terbentuk, sebuah dentuman besar (big bang) dapat terjadi pada intinya, yang akan menciptakan alam semesta baru yang mengembang di luar alam semesta induk.^[9][10][11]

Lihat pula: alam semesta Fecund

Teori gravitasi Einstein-Carti-Sciama-Kibble memperluas relativitas umum dengan menghilangkan batasan simetri koneksi affine dan mengenai bagian antisimetrisnya, tensor torsi, sebagai variabel dinamik. Torsi secara alami memperhitungkan momentum kuantum mekanis, momentum sudut intrinsik (spin) materi. Menurut relativitas umum, keruntuhan gravitasi massa yang cukup kompak membentuk lubang hitam tunggal. Dalam teori Einstein-Cartan, bagaimanapun, kopling minimal antara pemicu torsi dan Dirac menghasilkan interaksi spin-spin yang saling tolak-menolak secara signifikan dalam materi fermionik pada kepadatan sangat tinggi. Interaksi semacam itu mencegah terbentuknya singularitas gravitasi. Sebaliknya, masalah yang ambruk di sisi lain cakrawala peristiwa mencapai kerapatan dan rebound yang luar biasa namun terbatas, membentuk jembatan Einstein-Rosen biasa.^[12] Sisi lain jembatan menjadi alam semesta baru yang tumbuh. Bagi pengamat di alam semesta bayi, alam semesta induknya muncul sebagai satu-satunya lubang putih. Dengan demikian, alam semesta yang dapat diamati adalah interior Einstein-Rosen dari lubang hitam yang ada sebagai salah satu dari banyak kemungkinan di dalam alam semesta yang lebih besar. Big Bang adalah Big Bounce nonsingular dimana alam semesta yang dapat diamati memiliki faktor skala minimum yang terbatas.^[13]

Sebuah makalah yang terbit pada tahun 2011 berpendapat bahwa Big Bang sendiri adalah sebuah lubang putih. Ini lebih jauh menunjukkan bahwa munculnya lubang putih, yang diberi nama 'Dentuman Kecil', bersifat spontan - semua materi dikeluarkan dengan satu denyut nadi. Jadi, tidak seperti lubang hitam, lubang putih tidak bisa terus diamati - dan juga efeknya hanya bisa dideteksi di sekitar peristiwa itu sendiri. Makalah tersebut bahkan mengusulkan untuk mengidentifikasi kelompok baru semburan sinar gamma sebagai lubang putih^[14] Gagasan tentang Dentuman Besar yang diproduksi oleh sebuah ledakan lubang putih baru-baru ini dieksplorasi dalam kerangka kekosongan lima dimensi oleh Madriz Aguilar, Moreno dan Bellini dalam makalah tersebut.^[15]

Lihat pula

• Portal Astronomi

• Panah waktu
• Lubang hitam
• Kosmologi konformal siklik
• Materi gelap
• Materi eksotis
• Massa Negatif
• Mekanika kuantum
• Ruang waktu
• Lubang putih dalam fiksi
• Lubang cacing

Referensi

1. Carroll, Sean M. (2004). Spacetime and Geometry (edisi ke-5.7). Addison Wesley. ISBN 0-8053-8732-3.
2. Hawking, S. W. (1976). "Black Holes and Thermodynamics". Physical Review D. 13 (2): 191–197. Bibcode:1976PhRvD..13..191H. doi:10.1103/PhysRevD.13.191.
3. Klebanov, Igor R. (19 May 2006). "TASI lectures: Introduction to the AdS/CFT correspondence". arXiv:hep-th/0009139v2 . Bibcode:2001sbg..conf..615K. doi:10.1142/9789812799630_0007. hep-th/0009139 v2.
4. Физическая энциклопедия (dalam bahasa Russian). 1. Советская энциклопедия. 1988. hlm. 180.Pemeliharaan CS1: Bahasa yang tidak diketahui (link)
5. Andrew Hamilton. "White Holes and Wormholes". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2011-09-27. Diakses tanggal 12 October 2011.
6. Andrew Hamilton. "Collapse to a black hole". Diakses tanggal 12 October 2011.
7. Wheeler, J. Craig (2007). Cosmic Catastrophes: Exploding Stars, Black Holes, and Mapping the Universe. Cambridge University Press. hlm. 197–198. ISBN 978-0-521-85714-7.
8. Frolov, Valeri P.; Igor D. Novikov (1998). Black Hole Physics: Basic Concepts and New Developments. Springer. hlm. 580–581. ISBN 978-0-7923-5145-0.
9. E. Fahri & A. H. Guth (1987). "An Obstacle to Creating a Universe in the Laboratory". Physics Letters B. 183 (2): 149–155. Bibcode:1987PhLB..183..149F. doi:10.1016/0370-2693(87)90429-1.
10. Nikodem J. Popławski (2010). "Radial motion into an Einstein–Rosen bridge". Physics Letters B. 687 (2-3): 110–113. arXiv:0902.1994 . Bibcode:2010PhLB..687..110P. doi:10.1016/j.physletb.2010.03.029.
11. National Geographic Daily News: "Every Black Hole Contains Another Universe?"
12. N. J. Popławski (2010). "Cosmology with torsion: An alternative to cosmic inflation". Physics Letters B. 694 (3): 181–185. arXiv:1007.0587 . Bibcode:2010PhLB..694..181P. doi:10.1016/j.physletb.2010.09.056.
13. N. Popławski (2012). "Nonsingular, big-bounce cosmology from spinor-torsion coupling". Physical Review D. 85 (10): 107502. arXiv:1111.4595 . Bibcode:2012PhRvD..85j7502P. doi:10.1103/PhysRevD.85.107502.
14. A. Retter & S. Heller (2012). "The revival of white holes as Small Bangs". New Astronomy. 17 (2): 73–75. arXiv:1105.2776 . Bibcode:2012NewA...17...73R. doi:10.1016/j.newast.2011.07.003.
15. J. E. Madriz Aguilar, C. Moreno, M. Bellini. "The primordial explosion of a false white hole from a 5D vacuum". Phys. Lett. B728, 244 (2014).

Pranala luar

• Embedding of the inverted Schwarzschild Solution 2d plot White hole in Google
• Schwarzschild Wormholes Diarsipkan 2011-09-27 di Wayback Machine.
• Schwarzschild Wormhole animation Diarsipkan 1999-04-21 di Wayback Machine.
• Shockwave cosmology inside a Black Hole Diarsipkan 2008-07-25 di Wayback Machine.
• Michio Kaku: Mr Parallel Universe
• End of Black Hole Is Starting of Big Bang - Discussed in Newsgroup in 1999
• Forward to the Future 1:Trapped in Time! Diarsipkan 2016-03-04 di Wayback Machine.
• Forward to the Future 2:Back to the Past, with Interest... Diarsipkan 2016-03-04 di Wayback Machine.