كونوا انصــــار اللــــــــه: 6.16 Radiasi Lohong Hitam

Khamis, 17 Mac 2022

6.16 Radiasi Lohong Hitam

Radiasi Lohong Hitam

Tajuk ‘radiasi lohong hitam’ mungkin kelihatan seperti bercanggahan dengan apa yang kami sebutkan sebelumnya, iaitu cahaya tidak akan dapat melepaskan diri dari ufuk peristiwa sebuah lohong hitam. Oleh otu, bagaimana kita boleh menyebutkan sebuah lohong hitam memancarkan radiasi?

Ini adalah teori dari seorang ahli fizik teoritikal yang bernama Stephen Hawking. Ia menggabungkan teori kerelatifan am dan sebahagian teori kuantum. Ia menyebutkan bahawa lohong hitam bukanlah gelap sepenuhnya kerana wujud radiasi yang boleh dilihat oleh pemerhati luar dipancarkan dari lohong hitam. Ia disebabkan oleh pembuaian kuantum di dalam vakum (seperti yang dibincangkan sebelumnya) yang diramalkan oleh mekanik kuantum bersamaan dengan prinsip ketidaktentuan. Berdasarkan prinsip ini, angkasa tidak boleh kosong sepenuhnya kerana ini bermakna kuantiti medan seperti elektromagnetik atau graviti adalah bersamaan dengan sifar dan kadar pertukaran mereka adalah sifar, yang menyanggahi prinsip ketidaktentuan.

Oleh itu, menurut mekanik kuantum, akan sentiasa wujud sepasang zarah maya di dalam vakum yang muncul, kemudian

Delusi Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 484

bertemu dan membatalkan satu sama lain; atau pasangan zarah-antizarah yang muncul dan membatalkan satu sama lain akibat pelanggaran mereka. Jika kemunculannya berada pada ufuk peristiwa sesebuah lohong hitam, atau pada sebuah ketunggalan, dan jika, dari berlanggar antara satu sama lain dan membatalkan satu sama lain, salah satu darinya terjatuh ke dalam lohong hitam, zarah yang menyanggah itu dapat dibebaskan dan melepaskan diri jauh dari lohong hitam tersebut. Pemerhati dari luar akan melihatnya sebagai radiasi yang dipancarkan dari lohong hitam. Ini disebutkan sebagai radiasi lohong hitam. Sesetengah orang turut menyebutnya sebagai radiasi Hawking, bersempena penemuannya. Ia bergantung kepada jisim lohong hitam tersebut atau ketunggalan di dalam alam ini, berdasarkan persamaan berikut:

Di mana:

T = suhu lohong hitam,
h = pemalar Planck,
c = kelajuan cahaya,
G = pemalar graviti,
k = pemalar Boltzmann, dan
M = jisim lohong hitam

Dari persamaan di atas, kita akan mendapati semakin kecil jisim lohong hitam atau ketunggalan, maka semakin tinggi suhi radiasi lohong hitam. Untuk mengesan, memerhati dan mendokumentasikan dengan tuntas radiasi ini di alam ini, sebuah lohong hitam yang kecil perlu ditemui. Ini merujuk kepada lohong hitam yang mempunyai jisim yang kecil, agar radiasinya cukup kuat dan panas untuk menonjol dari radiasi latar belakang kosmik, yang tersebar melebihi alam pada 2.7 darjah Kelvin. Secara amnya, sehingga hari ini, teori ini telah dibuktikan menggunakan pembuktian bukan eksperimen.

Rajah 23: menunjukkan sinaran Hawking, bagaimana dan di mana ia terbentuk

Delusi Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 486

“Jika sebuah lohong hitam wujud, salah satu zarah dari pasangannya mungkin akan terjatuh ke dalam lohong hitam, meninggalkan zarah yang satu lagi bebas untuk melepaskan diri ke arah infiniti. Untuk seseorang yang jauh dari lohong hitam, zarah yang melepaskan diri tersebut tampak telah diradiasikan oleh lohong hitam. Spektrum sebuah lohong hitam persis seperti yang kita jangkakan dari sebuah jasad panas, dengan suhu yang sejajar dengan medan graviti pada ufuk —sempadan— sebuah lohong hitam. Dengan kata lain, suhu lohong hitam bergantung kepada saiznya. ^[1]

6.17 Model Friedmann

Kerelatifan am meramalkan sebuah alam yang non-statik, sebuah isu yang cuba dielakkan oleh Einstein dengan menambah pemalar kosmologikal kepada persamaannya. Seperti kebanyakan ahli fizik pada zamannya, Einstein mempercayai sebuah alam yang statik dan tidak bergerak. Alam seperti ini pastinya akan runtuh ke atasnya sendiri jika tiada daya atau tenaga untuk melawan graviti jirim dan tenaga kosmologikal.

Bagaimanapun ahli fizik Russia, Alexander Friedmann telah menyelesaikan isu ini dengan cara yang berbeza. Tanpa perlu menambah pemalar kosmologikal kepada persamaan, beliau menemui penyelesaian kepada model alam tidak bergerak yang selari dengan kerelatifan am. Einstein akhirnya menggunapakai penyelesaian Friedmann, mengakui kesilapan beliau menambah pemalar kosmologikal dan mengandaikan alam ini statik. Bagaimanapun, tenaga gelap, yang akan kita bincangkan nanti, akan ditemui, yang berkerja menyanggahi graviti. Ini bermakna, ia melaksanakan tugasnya sebagai pemalar kosmologikal dalam melawan daya graviti jirim dan tenaga.

Kemudiannya, tiga model alam tidak pegun telah disempurnakan, diberi terma model-model Friedmann. Ini membuka pintu kepada sebuah alam yang sedang berkembang serta mempunyai sebuah permulaan. Model Friedmann telah pun meramalkan alam ini sedang berkembang sebelum Edwin Hubble menggunakan hasil dari pemerhatian ke atas galaksi untuk mendapati bahawa frekuensi cahaya yang dipancarkan oleh galaksi berubah kepada warna merah, dan perubahan ini bertambah apabila mereka semakin jauh. Menurut kesan Doppler, ini bermakna, mereka semakin menjauhi dari satu sama lain pada kadar meningkat.

_______________________

[1] Sumber (Hawking - Alam semesta dalam cangkerang walnut): ms 112

Delusi Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 487

Model Friedmann termasuk perkara berikut:

Model pertama: lengkungan alam ini adalah positif seperti permukaan sebuah sfera. Jika ia berkembang, akhirnya ia akan terhenti kerana graviti dan perkembangannya tidak akan berterusan selamanya.

Model kedua: lengkungan alam ini adalah negatif seperti permukaan hiperbolik paraboloid atau seperti pelana kuda. Jika ia berkembang, perkembangannya akan berterusan selamanya.

Model ketiga: lengkungan alam ini adalah sifat, atau kita sebut sebagai datar. Jika ia berkembang, kadar perkembangannya akan semakin perlahan, menghampiri namun tidak pernah menjadi sifar. Ini bermakna ia akan menjadi perlahan, namun tidak sepenuhnya berhenti berkembang. Menurut alam jenis ini, tenaga positif yang diberikan oleh jirim bersamaan dengan tenaga negatif yang diberi oleh graviti.

Semua model Friedmann meramalkan pada permulaan alam ini, jarak antara galaksi adalah sifar, dengan kata lain, saiz alam ini adalah sifar dan ketumpatannya adalah infinit. Ini bermakna, model-model Friedmann yang berdasarkan teori kerelatifan menyatakan bahawa alam ini bermula dari suatu titik di mana teori kerelatifan am itu sendiri runtuh. Titik ini digelar ketunggalan (singulariti), dan pada titik inilah Dentuman Besar bermula.