Black holes are among the most destructive objects in the universe. Anything that gets too close to the central singularity of a black hole, be it an asteroid, planet, or star, risks being torn apart by its extreme gravitational field. And if the approaching object happens to cross the black hole’s event horizon, it’ll disappear and never re-emerge, adding to the black hole’s mass and expanding its radius in the process. There is nothing we could throw at a black hole that would do the least bit of damage to it. Even another black hole won’t destroy it– the two will simply merge into a larger black hole, releasing a bit of energy as gravitational waves in the process. By some accounts, it’s possible that the universe may eventually consist entirely of black holes in a very distant future. And yet, there may be a way to destroy, or “evaporate,” these objects after all. If the theory is true, all we need to do is to wait.
Lubang hitam adalah benda paling destruktif di alam semesta. Segala hal yang terlalu dekat dengan pusat singularitas lubang hitam, baik itu asteroid, planet, atau bintang, berisiko terkoyak oleh medan gravitasi ekstrim yang dimiliki lubang hitam. Dan jika benda yang mendekat melewati horizon peristiwa lubang hitam, benda itu akan hilang dan tidak akan muncul lagi, menambah massa dan memperluas radius lubang hitam dalam prosesnya. Tidak ada benda yang dapat kita lempar ke lubang hitam yang dapat merusaknya. Bahkan sesama lubang hitam tidak dapat merusaknya— keduanya hanya akan bergabung menjadi lubang hitam yang lebih besar, mengeluarkan sedikit energi sebagai gelombang gravitasi dalam prosesnya. Menurut perhitungan, ada kemungkinan suatu saat alam semesta seluruhnya terdiri dari lubang hitam jauh di masa yang akan datang. Tapi, mungkin ada cara untuk menghancurkan atau “melenyapkan” benda ini. Jika teori ini benar, yang perlu kita lakukan hanyalah menunggu.
In 1974, Stephen Hawking theorized a process that could lead a black hole to gradually lose mass. Hawking radiation, as it came to be known, is based on a well-established phenomenon called quantum fluctuations of the vacuum. According to quantum mechanics, a given point in spacetime fluctuates between multiple possible energy states. These fluctuations are driven by the continuous creation and destruction of virtual particle pairs, which consist of a particle and its oppositely charged antiparticle.
Pada tahun 1974, Stephen Hawking berteori tentang suatu proses yang menyebabkan lubang hitam kehilangan massa secara bertahap. Radiasi Hawking, seperti yang kemudian dikenal, didasari oleh fenomena bernama Fluktuasi Kuantum Ruang Hampa. Menurut mekanika kuantum, titik di ruang dan waktu tertentu berfluktuasi pada berbagai kondisi energi. Fluktuasi ini didorong oleh penciptaan dan penghancuran yang berlanjut dari sepasang partikel virtual,
Normally, the two collide and annihilate each other shortly after appearing, preserving the total energy. But what happens when they appear just at the edge of a black hole’s event horizon? If they’re positioned just right, one of the particles could escape the black hole’s pull while its counterpart falls in. It would then annihilate another oppositely charged particle within the event horizon of the black hole, reducing the black hole’s mass. Meanwhile, to an outside observer, it would look like the black hole had emitted the escaped particle.
terdiri atas partikel dan anti-partikel yang muatannya saling berlawanan. Biasanya, keduanya saling bertabrakan dan musnah tak lama setelah muncul, menjaga keseluruhan energi. Tetapi, apa yang akan terjadi jika mereka muncul tepat di tepi lubang hitam? Jika mereka diletakkan dengan tepat, salah satu partikel dapat lepas dari tarikan lubang hitam sedangkan partikel yang lain ditelan lubang hitam. Kemudian partikel itu akan memusnahkan partikel bermuatan berlawanan lainnya dalam horizon peristiwa lubang hitam, mengurangi massa lubang hitam. Sementara itu, untuk pengamat luar,
Thus, unless a black hole continues to absorb additional matter and energy, it’ll evaporate particle by particle, at an excruciatingly slow rate. How slow? A branch of physics, called black hole thermodynamics, gives us an answer.
hal itu terlihat seperti lubang hitam memancarkan partikel yang berhasil lolos. Jadi, kecuali lubang hitam menyerap materi dan energi tambahan, lubang hitam tersebut akan lenyap pada laju yang sangat lambat. Seberapa lambat?
When everyday objects or celestial bodies release energy to their environment, we perceive that as heat, and can use their energy emission to measure their temperature. Black hole thermodynamics suggests that we can similarly define the “temperature” of a black hole. It theorizes that the more massive the black hole, the lower its temperature. The universe’s largest black holes would give off temperatures of the order of 10 to the -17th power Kelvin, very close to absolute zero. Meanwhile, one with the mass of the asteroid Vesta would have a temperature close to 200 degrees Celsius, thus releasing a lot of energy in the form of Hawking Radiation to the cold outside environment. The smaller the black hole, the hotter it seems to be burning– and the sooner it’ll burn out completely.
Sebuah cabang fisika, termodinamika lubang hitam, memberikan kita jawaban. Ketika suatu benda melepas energi ke lingkungan sekitar mereka, kita menganggapnya sebagai panas, dan dapat menggunakan pancaran energinya untuk mengukur suhu mereka. Termodinamika lubang hitam menunjukkan bahwa kita dapat mendefinisikan “suhu” lubang hitam. Teori menyebutkan bahwa semakin besar suatu lubang hitam, maka suhunya semakin rendah. Lubang hitam terbesar di alam semesta memiliki suhu sekitar 10 pangkat minus 17 Kelvin, mendekati suhu nol mutlak. Sementara itu, lubang hitam dengan massa seperti asteroid Vesta memiliki suhu sekitar 200 derajat Celcius, sehingga melepaskan banyak energi dalam bentuk Radiasi Hawking ke lingkungan luar yang dingin. Semakin kecil ukuran lubang hitam, maka suhunya semakin panas
Just how soon? Well, don’t hold your breath. First of all, most black holes accrete, or absorb matter and energy, more quickly than they emit Hawking radiation. But even if a black hole with the mass of our Sun stopped accreting, it would take 10 to the 67th power years– many many magnitudes longer than the current age of the Universe— to fully evaporate. When a black hole reaches about 230 metric tons, it’ll have only one more second to live. In that final second, its event horizon becomes increasingly tiny, until finally releasing all of its energy back into the universe. And while Hawking radiation has never been directly observed, some scientists believe that certain gamma ray flashes detected in the sky are actually traces of the last moments of small, primordial black holes formed at the dawn of time.
dan akan segera terbakar sepenuhnya. Seberapa cepat? Nah, jangan tahan nafasmu. Pertama-tama, sebagian besar lubang hitam tumbuh, atau menyerap materi dan energi, lebih cepat dari Radiasi Hawking yang mereka pancarkan. Tetapi, meskipun lubang hitam dengan massa Matahari berhenti tumbuh, hal itu akan membutuhkan waktu sekitar 10 pangkat 67 tahun— sebuah angka yang sangat besar dibandingkan umur alam semesta untuk benar-benar lenyap. Ketika massa lubang hitam mencapai sekitar 230.000 kilogram, lubang hitam itu hanya memiliki satu detik terakhir untuk hidup. Di detik terakhir itu, horizon peristiwa lubang hitam menjadi sangat kecil, sampai akhirnya melepaskan seluruh energinya kembali ke alam semesta. Dan sementara Radiasi Hawking tidak pernah diamati secara langsung, beberapa ilmuwan percaya bahwa sinar gamma tertentu yang terdeteksi di langit merupakan jejak saat-saat terakhir
Eventually, in an almost inconceivably distant future, the universe may be left as a cold and dark place. But if Stephen Hawking was right, before that happens, the normally terrifying and otherwise impervious black holes will end their existence in a final blaze of glory.
lubang hitam kecil yang terbentuk pada zaman purba. Pada akhirnya, di masa depan yang sangat jauh, mungkin alam semesta akan menjadi tempat yang dingin dan gelap. Tetapi, jika Stephen Hawking benar, sebelum hal itu terjadi, lubang hitam yang biasanya menakutkan dan kebal