teori lubang hitam Stephen Hawking

Stephen Hawking yang pertama kali mengemukakan teka-teki paradoks lubang hitam pada Juli lalu menyampaikan perubahan pandangannya. Paradoks informasi yang berumur 30 tahun ini menyatakan bahwa informasi yang masuk lubang hitam akan lenyap bersama lenyapnya lubang hitam. Kini, lubang hitam dikaji ulang karena ada banyak kelemahan di dalamnya. Ini jadi bersejarah bagi dunia astrofisika. Prof Stephen Hawking penulis buku A Brief History of Time dikenal sebagai ilmuwan yang sangat serius menyelidiki sistem tata surya. Ia menemukan teori Lubang Hitam dalam sistem astronomi, daerah dalam alam semesta di mana materi, foton atau partikel dasar maupun isyarat apa pun tak dapat lolos ke luar. Demikian pula foton dan materi luar yang bergerak terlalu dekat dengan daerah ini akan tersedot ke dalamnya dan tidak akan dapat lolos lagi. Bagaimana proses Lubang Hitam terbentuk? Lubang hitam muncul ketika sebuah bintang yang besar dan padat (masif, berukuran 8-100 kali massa matahari) di sebuah supernova meredup dan mati dengan membakar seluruh tenaga nuklirnya. Gaya gravitasi menarik berat mahabesar dari lapisan-lapisan luar bintang itu untuk ikut meluruh ke arah inti. ?Permukaan? dari sebuah lubang hitam disebut dengan sebuah event horizon. Hancurnya gaya gravitasi menjadikan hampir seluruh cahaya tidak dapat melepaskan diri dan tidak ada satu pun informasi dari permukaan itu yang berhasil lolos. Sama halnya dengan figur kartun Cheshire Cat yang muncul lalu menghilang dalam gelap dengan hanya meninggalkan senyumnya, sebuah lubang hitam mewakili bahan-bahan yang hanya meninggalkan gravitasinya saja. Sebagian kalangan berpikir banyak lubang hitam kecil terbentuk di awal mula pembentukan jagat raya, Big Bang. Kemungkinan galaksi kita juga memiliki berlimpah lubang hitam mini. Tapi, pada prinsipnya, lubang hitam memiliki massa yang berbeda-beda. Lubang hitam yang terbentuk melalui kematian bintang-bintang sedikitnya memiliki massa dua kali daripada massa matahari kita. Tetapi kerapatannya bisa semiliar kali lebih padat daripada matahari kita. Menurut Hawking, ada dua jenis Lubang Hitam, Lubang Hitam Kecil dan Lubang Hitam Besar. Mengenai Lubang Hitam Kecil, Hawking mengajukan dugaan sebagai berikut. Di kala alam semesta ini lahir, terjadi dentaman besar, yang menghasilkan tekanan yang luar biasa besarnya. Tekanan ini dapat mengakibatkan kantung-kantung materi tergencet sehingga menjadi sangat kecil dengan rapatan sangat besar. Pada rapatan yang besar, benda ini menjadi lubang hitam. Lazimnya, lubang hitam primordial ini berukuran sebesar proton (partikel bermuatan listrik positip yang terdapat di dalam inti atom) dengan massa satu miliar ton. Lubang hitam tidak seperti benda-benda pada umumnya; bebatuan, yang secara kasar memiliki ukuran proporsional dengan akar persegi massa, lubang-lubang hitam memiliki proporsi radial terhadap massanya. Secara virtual, bintang biasanya mati dan menghilang dari jagat raya ke bentuk sebuah titik dengan kerapatan yang tidak terbatas (event horizon) di mana hukum-hukum relativitas umum yang biasanya berlaku untuk ruang dan waktu luluh. Hukum-hukum fisika kuantum menyatakan, informasi-informasi itu tidak mungkin hilang sepenuhnya. Hawking dan teman-temannya berpendapat medan gravitasi ekstrem dari lubang hitam dapat menjadi pengecualian dari hukum- hukum itu. Radius sebuah lubang hitam (Rs) = 2MG/v2. Di mana M adalah massa lubang hitam, G adalah konstanta Gravitasi, dan v adalah kecepatan yang dibutuhkan suatu objek untuk menghindar dari gaya tarik gravitasi. Untuk kasus lubang hitam v adalah c atau kecepatan cahaya. Menurut Hawking, ada dua jenis Lubang Hitam, Lubang Hitam Kecil dan Lubang Hitam Besar. 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. Setelah hampir selama 30 tahun berkeyakinan bahwa lubang hitam (black hole) menelan dan menghancurkan segala sesuatu yang terperangkap di dalamnya, fisikawan antariksa Stephen Hawking berubah pikiran. Hawking mengaku telah salah meletakkan argumen kunci tentang perilaku lubang hitam itu. 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. Informasi-informasi yang ada dalam lubang hitam itu ternyata memungkinkan untuk melepaskan diri. Temuan barunya itu bahkan dapat membantu memecahkan paradoks informasi di lubang hitam yang selama ini menjadi teka-teki besar dalam fisika modern. ?Saya telah memikirkan tentang permasalahan ini selama 30 tahun terakhir, dan saya kira kini saya telah memiliki jawabannya,? kata Hawking. Menurutnya, sebuah lubang hitam hanya muncul untuk membentuk diri tetapi belakangan membuka diri dan melepaskan informasi tentang apa yang telah terjatuh ke dalamnya. Jadi kita dapat memastikan tentang masa lalu dan memprediksikan yang akan datang. Jika informasi benar-benar hilang dalam lubang hitam, maka ada beberapa prinsip mekanika kuantum yang dilanggar. Yang pertama adalah prinsip mikroreversibilitas. Sebagaimana pendapat para peneliti di The Center for Nuclear Studies GWU Washington DC, paradigma 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 1.031 derajat hanya dalam beberapa detik, yang dalam kenyataan tidak terjadi. Atas semua polemik yang rumit di atas, Hawking tetap pantas menerima acungan jempol. Sebab, teori lubang hitam telah membuka cakrawala baru dalam jagat fisika dan ilmu pengetahuan secara umum. Pascalubang hitam, apakah ilmuwan akan menemukan lubang putih? Masih teka-teki tentunya. Yang jelas manusia terus tertuntut untuk mencari dan mencari.