LUBANG CACING: SEJARAH, TEORI, JENIS, FORMASI - ARTE - 2025

Sebuah lubang cacing , dalam astrofisika dan kosmologi, adalah lorong yang menghubungkan dua titik di struktur ruang-waktu. Sama seperti apel yang jatuh mengilhami teori gravitasi Isaac Newton pada tahun 1687, cacing yang menembus apel telah mengilhami teori-teori baru, juga dalam kerangka gravitasi.

Sama seperti cacing berhasil mencapai titik lain di permukaan apel melalui terowongan, lubang cacing ruang-waktu merupakan jalan pintas teoritis yang memungkinkannya melakukan perjalanan ke bagian jauh alam semesta dalam waktu yang lebih singkat.

Lubang cacing ruang-waktu: visi artistik. Sumber: Pixabay.

Ini adalah ide yang telah menangkap dan terus menangkap imajinasi banyak orang. Sementara itu, para kosmolog sibuk mencari cara untuk membuktikan keberadaannya. Namun saat ini mereka masih menjadi bahan spekulasi.

Untuk lebih memahami dan memahami lubang cacing, kemungkinan perjalanan waktu melaluinya, dan perbedaan yang ada antara lubang cacing dan lubang hitam, kita harus melihat konsep ruang-waktu.

Apa itu ruangwaktu?

Konsep ruang-waktu terkait erat dengan konsep lubang cacing. Itulah mengapa pertama-tama perlu ditetapkan apa itu dan apa karakteristik utamanya.

Ruangwaktu adalah tempat setiap peristiwa di alam semesta terjadi. Dan alam semesta pada gilirannya adalah totalitas ruang-waktu, yang mampu menampung semua bentuk materi-energi dan banyak lagi …

Saat pengantin pria bertemu dengan pengantin wanita itu adalah sebuah acara, tetapi acara ini memiliki koordinat spasial: tempat pertemuan. Dan koordinat waktu: tahun, bulan, hari dan waktu pertemuan.

Kelahiran bintang atau ledakan supernova juga merupakan peristiwa yang terjadi di ruang-waktu.

Sekarang, di wilayah alam semesta yang bebas dari massa dan interaksi, ruang waktu datar. Artinya, dua sinar cahaya yang mulai paralel terus seperti ini, selama mereka tetap berada di wilayah itu. Ngomong-ngomong, karena seberkas cahaya waktu itu abadi.

Tentu saja, ruang-waktu tidak selalu datar. Alam semesta berisi benda-benda bermassa yang mengubah ruang-waktu, menyebabkan kelengkungan ruang-waktu dalam skala universal.

Albert Einstein sendirilah yang menyadari, pada saat inspirasi yang disebutnya sebagai "gagasan paling bahagia dalam hidup saya," bahwa pengamat yang dipercepat secara lokal tidak dapat dibedakan dari pengamat yang dekat dengan objek masif. Itu adalah prinsip kesetaraan yang terkenal.

Dan pengamat yang dipercepat membelokkan ruang-waktu, artinya, geometri Euclidean tidak lagi valid. Oleh karena itu, dalam lingkungan objek masif seperti bintang, planet, galaksi, lubang hitam, atau alam semesta itu sendiri, ruang-waktu membelok.

Kelengkungan ini dianggap oleh manusia sebagai gaya yang disebut gravitasi, setiap hari tetapi misterius pada saat yang sama.

Gravitasi sama misteriusnya dengan gaya yang menarik kita ke depan saat bus yang kita tumpangi mengerem dengan tajam. Seolah-olah tiba-tiba sesuatu yang tidak terlihat, gelap dan masif, untuk beberapa saat muncul dan menarik kita, tiba-tiba mendorong kita maju.

Planet-planet bergerak secara elips mengitari Matahari karena massanya menghasilkan depresi di permukaan ruang-waktu yang menyebabkan planet-planet itu melengkung jalurnya. Sebuah sinar juga melengkung jalurnya mengikuti depresi ruang-waktu yang dihasilkan oleh Matahari.

Terowongan melalui ruang - waktu

Jika ruang-waktu adalah permukaan yang melengkung, pada prinsipnya tidak ada yang menghalangi satu area untuk terhubung dengan area lainnya melalui sebuah terowongan. Bepergian melalui terowongan seperti itu tidak hanya berarti berpindah tempat, tetapi juga menawarkan kemungkinan untuk pergi ke waktu lain.

Ide ini telah menginspirasi banyak buku, serial, dan film fiksi ilmiah, termasuk serial Amerika tahun 1960-an yang terkenal "The Time Tunnel" dan yang terbaru "Deep Space 9" dari franchise Star Trek dan film Interstellar tahun 2014.

Ide tersebut datang dari Einstein sendiri, yang, mencari solusi untuk persamaan medan Relativitas Umum, bersama dengan Nathan Rosen menemukan solusi teoritis yang memungkinkan menghubungkan dua wilayah ruang-waktu yang berbeda melalui terowongan yang berfungsi sebagai jalan pintas.

Solusi itu dikenal sebagai jembatan Einstein-Rosen dan muncul dalam sebuah karya yang diterbitkan pada tahun 1935.

Namun, istilah "lubang cacing" digunakan untuk pertama kalinya pada tahun 1957, berkat fisikawan teoretis John Wheeler dan Charles Misner dalam publikasi tahun itu. Sebelumnya, "tabung satu dimensi" telah disebut-sebut merujuk pada ide yang sama.

Kemudian pada tahun 1980, Carl Sagan menulis novel fiksi ilmiah "Kontak", sebuah buku yang kemudian dibuat menjadi film. Tokoh protagonis bernama Elly menemukan kehidupan cerdas di luar bumi yang berjarak 25 ribu tahun cahaya. Carl Sagan ingin Elly bepergian ke sana, tetapi dengan cara yang dipercaya secara ilmiah.

Bepergian sejauh 25 ribu tahun cahaya bukanlah tugas yang mudah bagi manusia, kecuali jika jalan pintas diperlukan. Lubang hitam tidak bisa menjadi solusi, karena ketika mendekati singularitas, gravitasi diferensial akan merobek pesawat ruang angkasa dan awaknya.

Dalam mencari kemungkinan lain, Carl Sagan berkonsultasi dengan salah satu ahli lubang hitam terkemuka pada masa itu: Kip Thorne, yang mulai memikirkan masalah tersebut dan menyadari bahwa jembatan Einstein-Rosen atau lubang cacing Wheeler adalah solusinya.

Namun Thorne juga menyadari bahwa solusi matematisnya tidak stabil, yaitu, terowongan terbuka, tetapi segera setelah itu mencekik dan menghilang.

Ketidakstabilan lubang cacing

Apakah mungkin menggunakan lubang cacing untuk menempuh jarak yang sangat jauh dalam ruang dan waktu?

Sejak mereka ditemukan, lubang cacing telah berfungsi di banyak plot fiksi ilmiah untuk membawa protagonis mereka ke tempat-tempat terpencil dan mengalami paradoks waktu non-linear.

Kip Thorne menemukan dua kemungkinan solusi untuk masalah ketidakstabilan lubang cacing:

• Melalui apa yang disebut busa kuantum. Pada skala Planck (10 ^-35 m) terdapat fluktuasi kuantum yang mampu menghubungkan dua wilayah ruang-waktu melalui microtunnels. Sebuah peradaban hipotetis yang sangat maju dapat menemukan cara untuk memperluas lorong dan menahannya cukup lama untuk dilewati oleh manusia.
• Materi massa negatif. Menurut perkiraan yang diterbitkan pada tahun 1990 oleh Thorne sendiri, sejumlah besar zat asing ini diperlukan untuk menjaga ujung lubang cacing tetap terbuka.

Hal yang luar biasa tentang solusi terakhir ini adalah bahwa tidak seperti lubang hitam, tidak ada singularitas atau fenomena kuantum, dan perjalanan manusia melalui terowongan jenis ini dapat dilakukan.

Dengan cara ini, lubang cacing tidak hanya memungkinkan daerah yang jauh di ruang angkasa untuk dihubungkan, tetapi juga dipisahkan dalam waktu. Oleh karena itu, mereka adalah mesin untuk bepergian dalam waktu.

Stephen Hawking, rujukan besar dalam kosmologi di akhir abad ke-20, tidak percaya bahwa lubang cacing atau mesin waktu itu layak, karena banyak paradoks dan kontradiksi yang muncul darinya.

Itu tidak menyurutkan semangat para peneliti lain, yang telah menyarankan kemungkinan bahwa dua lubang hitam di area ruang-waktu yang berbeda secara internal dihubungkan oleh lubang cacing.

Meskipun ini tidak praktis untuk perjalanan ruang-waktu, karena terlepas dari kesengsaraan yang dibawa memasuki singularitas lubang hitam, tidak akan ada kemungkinan keluar di ujung lain, karena itu adalah lubang hitam lain.

Perbedaan antara lubang hitam dan lubang cacing

Ketika Anda berbicara tentang lubang cacing, Anda juga langsung berpikir tentang lubang hitam.

Lubang hitam terbentuk secara alami, setelah evolusi dan kematian bintang yang memiliki massa kritis tertentu.

Ini muncul setelah bintang menghabiskan bahan bakar nuklirnya dan mulai berkontraksi secara permanen karena gaya gravitasinya sendiri. Itu terus berlanjut tanpa henti sampai menyebabkan keruntuhan sedemikian rupa sehingga tidak ada yang lebih dekat dari radius cakrawala peristiwa yang dapat melarikan diri, bahkan cahaya.

Sebagai perbandingan, lubang cacing adalah kejadian langka, konsekuensi dari anomali hipotetis dalam kelengkungan ruang-waktu. Secara teori dimungkinkan untuk melewatinya.

Namun, jika seseorang mencoba melewati lubang hitam, gravitasi yang kuat dan radiasi ekstrim di sekitar singularitas akan mengubahnya menjadi seutas benang tipis partikel subatom.

Ada bukti langsung dan tidak langsung baru-baru ini tentang keberadaan lubang hitam. Di antara bukti ini adalah emisi dan deteksi gelombang gravitasi oleh tarikan dan rotasi dua lubang hitam kolosal, yang dideteksi oleh observatorium gelombang gravitasi LIGO.

Ada bukti bahwa lubang hitam super masif ada di pusat galaksi besar, seperti Bima Sakti kita.

Rotasi cepat bintang-bintang di dekat pusat, serta sejumlah besar radiasi frekuensi tinggi yang memancar dari sana, adalah bukti tidak langsung bahwa ada lubang hitam besar yang menjelaskan keberadaan fenomena ini.

Baru pada 10 April 2019 dunia diperlihatkan foto pertama lubang hitam supermasif (7 miliar kali massa Matahari), yang terletak di galaksi yang sangat jauh: Messier 87 di konstelasi Virgo, pada 55 juta tahun cahaya dari Bumi.

Foto lubang hitam ini dimungkinkan oleh jaringan teleskop di seluruh dunia, yang disebut "Teleskop Peristiwa Horizon", dengan partisipasi lebih dari 200 ilmuwan dari seluruh dunia.

Di sisi lain, tidak ada bukti lubang cacing hingga saat ini. Para ilmuwan telah mampu mendeteksi dan melacak lubang hitam, namun hal yang sama tidak mungkin dilakukan dengan lubang cacing.

Oleh karena itu mereka adalah objek hipotetis, meskipun secara teoritis layak, seperti lubang hitam dulu juga.

Varietas / jenis lubang cacing

Meskipun mereka belum terdeteksi, atau mungkin justru karena ini, berbagai kemungkinan lubang cacing telah dibayangkan. Semuanya layak secara teoritis, karena memenuhi persamaan Einstein untuk relativitas umum. Berikut ini beberapa:

• Lubang cacing yang menghubungkan dua wilayah ruang-waktu di alam semesta yang sama.
• Lubang cacing mampu menghubungkan satu alam semesta dengan alam semesta lainnya.
• Jembatan Einstein-Rosen, di mana materi dapat berpindah dari satu lubang ke lubang lainnya. Meskipun bagian materi ini akan menyebabkan ketidakstabilan, menyebabkan terowongan runtuh dengan sendirinya.
• Lubang cacing Kip Thorne, dengan cangkang bola materi bermassa negatif. Ini stabil dan dapat dilalui di kedua arah.
• Yang disebut lubang cacing Schwarzschild, terdiri dari dua lubang hitam statis yang terhubung. Mereka tidak dapat dilalui, karena materi dan cahaya terperangkap di antara kedua ekstrem tersebut.
• Lubang hitam yang dimuat dan / atau berputar atau Kerr, terdiri dari dua lubang hitam dinamis yang terhubung secara internal, yang dapat dilalui hanya dalam satu arah.
• Busa kuantum ruang-waktu, yang keberadaannya diteorikan pada tingkat subatomik. Busa tersebut terdiri dari terowongan subatom yang sangat tidak stabil yang menghubungkan zona yang berbeda. Menstabilkan dan mengembangkannya akan membutuhkan pembuatan plasma quark-gluon, yang akan membutuhkan energi yang hampir tak terbatas untuk menghasilkannya.
• Baru-baru ini, berkat teori string, lubang cacing yang didukung oleh string kosmik telah diteorikan.
• Lubang hitam yang terjalin dan kemudian dipisahkan, dari situ muncul lubang ruang-waktu, atau jembatan Einstein-Rosen yang disatukan oleh gravitasi. Ini adalah solusi teoritis yang diusulkan pada September 2013 oleh fisikawan Juan Maldacena dan Leonard Susskind.

Semuanya sangat mungkin, karena tidak bertentangan dengan persamaan relativitas umum Einstein.

Akankah lubang cacing terlihat?

Untuk waktu yang lama, lubang hitam adalah solusi teoretis untuk persamaan Einstein. Einstein sendiri mempertanyakan kemungkinan bahwa mereka dapat dideteksi oleh manusia.

Albert Einstein (1879-1955), penulis teori relativitas. Sumber: Pixabay.

Jadi untuk waktu yang lama, lubang hitam tetap menjadi prediksi teoritis, sampai mereka ditemukan dan ditemukan. Ilmuwan memiliki harapan yang sama untuk lubang cacing.

Sangat mungkin bahwa mereka juga ada di sana, tetapi belum dipelajari untuk menemukannya. Meskipun menurut publikasi terbaru, lubang cacing akan meninggalkan jejak dan bayangan yang dapat diamati bahkan dengan teleskop.

Foton diyakini berjalan di sekitar lubang cacing, menghasilkan cincin bercahaya. Foton terdekat jatuh di dalam dan meninggalkan bayangan yang memungkinkan mereka untuk dibedakan dari lubang hitam.

Menurut Rajibul Shaikh, fisikawan dari Tata Institute for Fundamental Research di Mumbai di India, jenis lubang cacing yang berputar akan menghasilkan bayangan yang lebih besar dan melengkung daripada bayangan lubang hitam.

Dalam karyanya, Shaikh telah mempelajari bayangan teoritis yang ditimbulkan oleh kelas tertentu dari lubang cacing yang berputar, dengan fokus pada peran penting lubang tenggorokan dalam pembentukan bayangan foton yang memungkinkannya untuk diidentifikasi dan dibedakan dari lubang hitam.

Syaikh juga telah menganalisis ketergantungan bayangan pada putaran lubang cacing dan juga membandingkannya dengan bayangan yang dilemparkan oleh lubang hitam Kerr yang berputar, menemukan perbedaan yang signifikan. Ini adalah pekerjaan yang sepenuhnya teoretis.

Selain itu, untuk saat ini, lubang cacing tetap sebagai abstraksi matematis, tetapi ada kemungkinan bahwa beberapa lubang cacing akan segera terlihat. Apa yang ada di titik ekstrim lainnya masih menjadi bahan dugaan untuk saat ini.

Referensi

1. Keterikatan kuantum dapat menimbulkan gravitasi. Diambil dari Cienciaaldia.com
2. Progress of Physics, Vol 61, Edisi September 2013 Halaman 781-811
3. Lubang cacing. Diambil dari wikipedia.org
4. Ruang waktu. Diambil dari wikipedia.org.
5. David Nield (2018). Crazy New Paper Menyarankan Lubang Cacing Membuat Bayangan Yang Dapat Dengan Mudah Kita Lihat Dengan Teleskop. Diambil dari sciencealert.com