Kesan relativiti am. (Bahagian 2)

Lohong hitam.

Lohong hitam adalah sejenis jasad lampau besar yang memiliki jisim yang berjuta bahkan berblilion kali ganda lebih besar dari jisim matahari kita. Dengan taburan jisim yang besar ini, maka ia memiliki daya tarikan graviti yang amat kuat.

Ia dikenali dengan nama ‘lohong hitam’ disebabkan ia tidak memantulkan sebarang cahaya. Sepertimana yang kita ketahui untuk membolehkan kita melihat suatu objek, maka objek tersebut mestilah boleh memantulkan cahaya ke dalam mata kita. Jika ia tidak boleh memantulkan sebarang cahaya, maka ia tidak akan dapat dilihat dan kelihatan berwarna hitam.

Disebabkan daya tarikan gravitinya yang amat kuat, sebarang cahaya yang melalui pinggirannya yang dikenali sebagai ufuk peristiwa (English-event horizon) akan ditarik masuk atau dipesongkan (dibengkokkan) dan tidak akan dipantulkan kembali ke luar. Sifat ini seolah-olah sama seperti sifat jasad hitam mutlak (English-perfect blackbody) dalam fizik.

Begitu juga dengan radiasi dan gelombang elektromagnet lain, di mana semuanya akan ditarik masuk dan meningkatkan jisimnya (gelombang=tenaga=jisim (persamaan E=mc^2)), di mana dengan meningkatnya jisim, akan meningkatkan lagi daya tarikan gravitinya dan menyebabkan proses tersebut berulang.

Menurut Stephen Hawking, jisim lohong hitam boleh berkurang kerana ia memancarkan sejenis sinaran yang dikenali sebagai sinaran Hawking (English-Hawking radiation). Beliau berhujah dengan hujah dari fizik kuantum. Dengan pengurangan jisim lohong hitam, maka proses penambahan saiznya dapat direncatkan dan mengelakkan dari saiznya bertambah berterusan dengan masa.

Disebabkan daya tarikan gravitinya yang kuat itu juga, maka masa yang diukur oleh seorang pengembara yang sedang memasuki ufuk peristiwa menuju lohong hitam bergerak perlahan berbanding masa yang diukur oleh seorang lagi pengembara di angkasa di luar lohong hitam. Kesannya, pengembara di angkasa mendapati pengembara yang memasuki lohong hitam sentiasa berada di dalam keadaan bergerak melalui sepanjang ufuk peristiwa tanpa sebarang perkembangan ( atau perkembangannya terlalu sedikit sehingga boleh diabaikan), sedangkan pengembara tersebut mungkin sudah lama sampai ke permukaan lohong hitam.

Ufuk peristiwa (English-event horizon) ialah kawasan yang menentukan sama ada cahaya boleh melepasi lohong hitam atau sebaliknya. Ufuk peristiwa wujud disebabkan oleh daya tarikan graviti lohong hitam yang kuat. Ia juga dikenali dengan nama titik tanpa kembali (English-point of no return) kerana jika seseorang melepasi lapisan ini, dia tidak akan dapat keluar darinya dan akan terus disedut ke pusat lohong hitam, melainkan jika dia memiliki kelajuan yang lebih laju dari cahaya, iaitu kelajuan yang mustahil dapat dicapai oleh manusia.

Lohong hitam bersaiz biasa (lohong hitam yang tidak terlalu besar) dibentuk daripada bintang-bintang yang telah mati, di mana kematian bintang ini menyebabkan jisimnya mengecut sehingga ia membentuk sebuah bebola gergasi yang amat padat. Kepadatan dan kuantiti jisimnya yang besar memberikan daya tarikan graviti yang amat tinggi yang akan menarik apa sahaja jisim dan gelombang elektromagnet yang melintasi ufuk peristiwa-nya.

Lohong hitam lampau besar (English-supermassive blackhole) pula ialah jenis lohong hitam yang lebih besar yang menjadi pusat galaksi. Saintis telah berjaya mendapatkan bukti-bukti yang menunjukkan bahawa terdapat sebuah lohong hitam lampau besar di pusat galaksi kita iaitu Galaksi Bima Sakti. (English-Milky Way Galaxy). Lohong hitam lampau besar ini bertanggungjawab ke atas peredaran bintang-bintang dalam Galaksi Bima Sakti, yang mana peredaran ini menyebabkan galaksi tersebut berbentuk pilin. (English-spiral)

Lohong hitam diramalkan oleh saintis secara langsung dari relativiti am, hasil analisis yang lebih mendalam ke atas hitungan lanjut yang dilakukan oleh Karl Schwarzchild ke atas teori tersebut. Ahli fizik cuba meramalkan jasad yang memiliki daya tarikan graviti yang amat tinggi sehingga ketidakterhinggaan dan objek sebegini akhirnya dinamakan sebagai lohong hitam. Perilaku ahli fizik ini boleh diumpamakan seperti seorang ahli matematik yang mencari had untuk suatu ungkapan matematik apabila satu-satu anu di dalamnya mendekati ketidakterhinggaan.

Sehingga kini kewujudan lohong hitam di angkasaraya masih menjadi misteri. Ini kerana kesukaran menentukan kewujudannya disebabkan sifatnya yang tidak memantulkan sebarang cahaya, serta sifatnya yang pelik iaitu memiliki daya graviti ketidakterhinggaan dan bersaiz padat. Pelbagai usaha telah dilakukan saintis bagi mengesan lohong hitam, antaranya dengan memerhatikan peredaran jasad samawi dan daya graviti yang bertindak ke atas mereka serta sumber dari mana daya graviti tersebut datang.

Meskipun saintis masih gagal menemui sebarang lohong hitam di ruang cakerawala, namun beberapa bukti yang memberikan petunjuk mengenai kebenaran kewujudannya sudah ditemui, sebagai contoh bentuk pilin sebahagian galaksi dan peredaran bintang-bintang yang kelihatan seperti sedang mengelilingi sebuah sumber graviti yang kuat.

Oleh itu, sehingga kini saintis masih berteka-teki adakah lohong hitam benar-benar wujud, atau ia hanyalah hasil dari hitungan tidak terkawal (English-pathological calculations) yang dilakukan saintis semasa menganalisis teori relativiti am.