Gravitational Lensing Effect Untuk Deteksi Dimensi Ekstra Lubang Hitam

Tinuku
News KeSimpulan.com - Mungkinkah ruang memiliki dimensi lain di luar 3 dimensi yang kita semua ketahui? Black hole mungkin menawarkan petunjuk tentang dimensi extra

Beberapa teori fisika partikel berspekulasi hal itu mungkin walaupun dimensi-dimensi ini meringkuk dalam ikatan sangat kecil. Eksistensi mereka mungkin bisa diteliti hanya dalam tabrakan partikel energi tinggi. Bagaimanapun, satu teori menunjukkan (setidaknya pada prinsipnya) dimensi hipotetik tersebut mungkin menampakkan diri dengan cara lain secara halus. Jika ada dimensi ekstra maka gravitasi lubang hitam di pusat galaksi secara dramatis memancarkan citra bintang-bintang di luarnya.

Ide ini bersandar pada dua asumsi. Pertama, ruang yang memiliki dimensi ekstra berdasarkan prinsip utama string theory yang menyatakan bahwa setiap bit dasar materi benar-benar suatu string sangat kecil yang bergetar satu dengan yang lain. Menurut teori string, ruang memiliki enam dimensi tambahan dimana kita tidak bisa melihat karena meringkuk dan terjerat pada skala yang sangat kecil.

Asumsi kedua adalah warping ruang oleh lubang hitam. Menurut teori gravitasi Einstein, materi membelokkan ruang dan waktu atau ruang-waktu. Perubahan ini adalah pembelokkan jalur objek bebas yang jatuh, misalnya, planet mengorbit matahari ketika mereka dinyatakan bergerak pada kecepatan konstan dalam garis lurus ke ruang angkasa dengan kata lain menciptakan apa yang dianggap sebagai gravitasi.

Dalam teori Einstein, ruang-waktu melengkung bahkan mempengaruhi jalur cahaya. Ketika cahaya bintang lewat di dekat galaksi, arah cahaya membelok sehingga mengubah dari mana bintang muncul yang disebut gravitational lensing effect. Jika bintang di balik gravitational lensing seperti lubang hitam, efeknya dapat menghasilkan beberapa gambar bintang atau bahkan (disebut Einstein ring) seperti mengelilingi lensa. Sama seperti teleskop, gravitational lensing juga membuat bintang terlihat lebih besar dan karenanya lebih cerah.

Sekarang, Amitai Bin-Nun, fisikawan dari University of Pennsylvania berpendapat bahwa gravitational lensing di sekitar Sagitarius A*, lubang hitam supermasif di pusat Milky Way, mungkin menyediakan cara untuk mencari dimensi ekstra. Dalam satu versi skenario dimensi ekstra, gravitasi lebih kuat di dekat lubang hitam daripada tanpa dimensi ekstra, sehingga gambar bintang-bintang terlihat lebih besar dan terang daripada yang sebenarnya.

Bin-Nun menggunakan simulasi numerik untuk menunjukkan dunia dengan dimensi ekstra dibandingkan tanpa dimensi ekstra, bintang yang dikenal sebagai S2 bisa 44% lebih terang pada saat mencapai kecerahan puncaknya pada 2018. Jika S2 lebih terang maka menjadi bukti untuk dimensi ekstra atau setidaknya bukti bahwa pemahaman kita tentang gravitasi harus diubah.

Bin-Nun mengatakan pendekatan yang dilaporkan ke Physical Review D bisa menjadi cara yang baik untuk meneliti sifat lubang hitam, tetapi Bin-Nun mengakui kendala praktis dan teoritis. Menggunakan gravitational lensing untuk mencari dimensi ekstra "tergantung pada kemampuan teleskop untuk melihat benda yang sangat samar" di pusat galaksi yang mungkin menyangkut teknologi tidak praktis pada saat ini.

Abraham Loeb, fisikawan dari Harvard University mengatakan "secara umum ide tersebut bagus untuk menguji modifikasi gravitasi" menggunakan lubang hitam. Namun Loeb mengatakan hipotesis Bin-Nu sulit untuk divalidasi dan pengamatan terhadap orbit planet di tata surya kita mungkin sudah mengesampingkan perubahan besar tersebut dalam kekuatan gravitasi. Selain itu, Loeb mengatakan, jika lubang hitam berputar akan menghasilkan efek yang dapat membingungkan jika menggunakan prediksi Bin-Nun.
  1. Amitai Y. Bin-Nun (Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104, USA). Gravitational lensing of stars orbiting Sgr A* as a probe of the black hole metric in the Galactic center, Physical Review D, 82, 064009 (2010), DOI:10.1103/PhysRevD.82.064009
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment