Sejak para ilmuwan pertama kali menemukan keberadaan lubang hitam di alam semesta kita, kita semua bertanya-tanya: apa yang mungkin ada di balik tabir kekosongan yang mengerikan itu? Selain itu, sejak teori Relativitas Umum pertama kali diusulkan, para ilmuwan terpaksa bertanya-tanya, apa yang bisa ada sebelum kelahiran Semesta – yaitu. sebelum Big Bang?

Cukup menarik, dua pertanyaan ini telah diselesaikan (setelah mode) dengan keberadaan teoretis dari sesuatu yang dikenal sebagai Gravitational Singularity – titik dalam ruang-waktu di mana hukum fisika sebagai kita tahu mereka hancur. Dan sementara masih ada tantangan dan masalah yang belum terselesaikan tentang teori ini, banyak ilmuwan percaya bahwa di bawah tabir cakrawala peristiwa, dan pada awal Semesta, inilah yang ada.

Dalam istilah ilmiah, singularitas gravitasi (atau singularitas ruang-waktu) adalah lokasi di mana jumlah yang digunakan untuk mengukur medan gravitasi menjadi tak terbatas dengan cara yang tidak bergantung pada sistem koordinat. Dengan kata lain, ini adalah titik di mana semua hukum fisik tidak dapat dibedakan satu sama lain, di mana ruang dan waktu tidak lagi saling terkait realitas, tetapi bergabunglah dengan tidak dapat dibedakan dan berhenti memiliki makna independen.

Singularitas pertama kali didasarkan pada hasil Einstein Teori Relativitas Umum, yang menghasilkan keberadaan teoritis lubang hitam. Intinya, teori ini meramalkan bahwa bintang mana pun mencapai melampaui titik tertentu dalam massanya (alias Schwarzschild Radius) akan mengerahkan kekuatan gravitasi begitu kuat sehingga akan runtuh.

Pada titik ini, tidak ada yang bisa keluar dari permukaannya, termasuk cahaya. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa gaya gravitasi akan melebihi kecepatan cahaya dalam ruang hampa – 299.792.458 meter per detik (1.079.252.848,8 km / jam; 670.616.629 mph).

Fenomena ini dikenal sebagai Batas Chandrasekhar, dinamai ahli astrofisika India Subrahmanyan Chandrasekhar, yang mengusulkannya pada tahun 1930. Saat ini, nilai yang diterima dari batas ini diyakini 1,39 Massa Matahari (mis. 1,39 kali massa Matahari kita), yang bekerja pada kekalahan 2,765 x 1030 kg (atau 2.765 triliun triliun metrik ton).

Aspek lain dari Relativitas Umum modern adalah bahwa pada saat Big Bang (yaitu keadaan awal Semesta) adalah singularitas. Roger Penrose dan Stephen Hawking sama-sama mengembangkan teori yang berusaha menjawab bagaimana gravitasi dapat menghasilkan singularitas, yang akhirnya bergabung bersama untuk dikenal sebagai Penrose – Hawking Singularity Theorems.

Menurut Teorema Singularitas Penrose, yang ia usulkan pada tahun 1965, singularitas seperti waktu akan terjadi dalam lubang hitam setiap kali materi mencapai kondisi energi tertentu. Pada titik ini, kelengkungan ruang-waktu dalam lubang hitam menjadi tak terbatas, sehingga mengubahnya menjadi permukaan yang terperangkap di mana waktu berhenti berfungsi.

Itu Teorema Singularitas Hawking ditambahkan ke ini dengan menyatakan bahwa singularitas seperti ruang dapat terjadi ketika materi dikompresi secara paksa ke suatu titik, menyebabkan aturan yang mengatur materi rusak. Hawking melacak ini kembali ke Big Bang, yang dia klaim adalah titik kepadatan tak terbatas. Namun, Hawking kemudian merevisi ini untuk mengklaim bahwa relativitas umum rusak pada waktu sebelum Big Bang, dan karenanya tidak ada singularitas yang dapat diprediksi olehnya.

Beberapa proposal yang lebih baru juga menunjukkan bahwa Semesta tidak dimulai sebagai singularitas. Ini termasuk teori seperti Loop Quantum Gravity, yang berupaya menyatukan hukum fisika kuantum dengan gravitasi. Teori ini menyatakan bahwa, karena efek gravitasi kuantum, ada jarak minimum di mana gravitasi tidak lagi terus meningkat, atau gelombang partikel interpenetrasi menutupi efek gravitasi yang akan dirasakan dari kejauhan.

Dua jenis singularitas ruang-waktu yang paling penting dikenal sebagai Curvature Singularities dan Conical Singularities. Singularitas juga dapat dibagi sesuai dengan apakah mereka dicakup oleh horizon peristiwa atau tidak. Dalam kasus yang pertama, Anda memiliki Kurvatur dan Kerucut; sedangkan dalam yang terakhir, Anda memiliki apa yang dikenal sebagai Naked Singularities.

Curvature Singularity paling baik dicontohkan oleh lubang hitam. Di tengah lubang hitam, ruang-waktu menjadi titik satu dimensi yang berisi massa besar. Akibatnya, gravitasi menjadi tak terbatas dan kurva ruang-waktu tak terhingga, dan hukum fisika seperti yang kita kenal berhenti berfungsi.

Singularitas kerucut terjadi ketika ada titik di mana batas setiap kuantitas kovarian umum terbatas. Dalam hal ini, ruang-waktu terlihat seperti kerucut di sekitar titik ini, di mana singularitas terletak di ujung kerucut. Contoh singularitas kerucut seperti itu adalah string kosmik, sejenis titik satu dimensi hipotetis yang diyakini telah terbentuk selama Semesta awal.

Dan, seperti yang disebutkan, ada Naked Singularity, sejenis singularitas yang tidak tersembunyi di balik cakrawala peristiwa. Ini pertama kali ditemukan pada tahun 1991 oleh Shapiro dan Teukolsky menggunakan simulasi komputer dari bidang debu yang berputar yang mengindikasikan bahwa Relativitas Umum memungkinkan singularitas “ telanjang ”.

Dalam hal ini, apa yang sebenarnya terjadi dalam lubang hitam (yaitu singularitasnya) akan terlihat. Singularitas seperti itu secara teoritis akan menjadi apa yang ada sebelum Big Bang. Kata kuncinya di sini adalah teoretis, karena tetap menjadi misteri seperti apa objek-objek ini nantinya.

Untuk saat ini, singularitas dan apa yang sebenarnya terletak di bawah tabir lubang hitam tetap menjadi misteri. Seiring berjalannya waktu, para astronom diharapkan dapat mempelajari lubang hitam secara lebih rinci. Diharapkan juga dalam beberapa dekade mendatang, para ilmuwan akan menemukan cara untuk menggabungkan prinsip-prinsip mekanika kuantum dengan gravitasi, dan bahwa ini akan menjelaskan lebih lanjut tentang bagaimana kekuatan misterius ini beroperasi.

Sumber: