Lohong hitam

Lohong hitam atau lubang gelap ialah tumpuan jisim dengan medan graviti yang sungguh kuat hinggakan halaju lepasan berhampiran dengan lohong hitam melebihi kelajuan cahaya. Ini membayangkan bahawa tiada sesuatu bendapun, termasuk cahaya, mampu melepasi gravitinya, dengan itu istilah "hitam/gelap". Istilah "lubang gelap" digunakan secara meluas, walaupun teori itu tidak merujuk kepada sebarang lubang dalam bentuk biasa.

Lohong hitam supermasif di teras galaksi elips super-raksasa Messier 87, dengan jisim ~7 bilion kali Matahari, seperti yang digambarkan dalam imej pertama yang dikeluarkan oleh Event Horizon Telescope (10 April 2019). Kelihatannya ialah cincin pelepasan berbentuk sabit dan bayang tengah, yang secara graviti memandang pandangan cincin foton lubang hitam dan zon foton menangkap ufuk peristiwa. Bentuk bulan sabit timbul dari putaran lubang hitam dan pemesaan relativiti; bayangannya adalah kira-kira 2.6 kali diameter ufuk peristiwa.

Gambaran artis cakera tokokan (accretion disc) plasma panas yang mengelilingi lohong hitam (dari NASA)

Lohong hitam dijangka oleh teori kerelatifan am. Menurut teori ini, tiada jisim atau maklumat boleh mengalir dari dalam lohong hitam kepada pemerhati yang berada di luar (contohnya, seseorang tidak dapat membawa keluar jisimnya, atau menerima pantulan balik dengan menyinari sumber cahaya seperti lampu suluh, atau mengambil sebarang maklumat mengenai bahan yang masuk ke dalam lubang gelap), walaupun mekanik kuantum mungkin membenarkan pengecualian dari hukum yang tegas ini. Kewujudan lohong hitam dalam alam ini disokong secara teori dan pemerhatian astronomi; walau bagaimanapun, sebahagian kecil pakar fizik tidak bersetuju.

Sejarah

Simulasi kanta bergraviti oleh lohong hitam. Fenomenon ini mengherotkan imej galaksi yang kelihatan di bahagian latar (animasi besar)

Konsep sesuatu benda yang amat besar sehinggakan cahaya sekalipun tidak mampu bebas darinya telah dikemukakan oleh pakar geologi Inggeris John Michell dalam kertas kerja 1783 yang dihantar kepada Royal Society. Pada masa itu, teori graviti Newtonian dan konsep halaju lepasan diketahui dengan jelas. Michell membuat pengiraan bahawa benda sebesar 500 kali jejari matahari dan kepadatan yang sama pada permukaannya laju bebas menyamai kelajuan cahaya, dan dengan itu adalah ghaib. Dalam katanya:

"Jika diameter separa sesebuah sfera itu sama ketumpatannya dengan Matahari pada kadar 500 ke 1, dan ada andaian cahaya itu tertarik kepada daya yang sama berkadaran pada jisimnya dengan jasad yang lain, maka semua cahaya yang dipancarkan dari jasad sebegitu akan dibawa kembali kepadanya melalui gravitinya sendiri."

Walaupun beliau tidak berfikir begitu, Michell mempertimbangkan kemungkinannya terdapat banyak objek sebegitu mampu wujud dalam kosmos tanpa kita berupaya melihatnya.

Pada 1796, ahli matematik Perancis, Pierre-Simon Laplace mempromosikan idea yang sama dalam edisi pertama dan kedua bukunya Exposition du Systeme du Monde, tetapi tidak dalam edisi seterusnya. Idea ini tidak mendapat sambutan pada kurun ke-19, kerana cahaya pada masa itu dianggap merupakan gelombang yang tidak mempunyai jisim lalu tidak dipengaruhi oleh graviti.

Pautan luar

• Black Hole Visualization - gambaran lohong hitam daripada Agensi Angkasa Eropah
• Black Holes: Gravity's Relentless Pull—laman sesawang multimedia interaktif mengenai pemerhatian serta sifat fizik lohong hitam dari Institut Sains Teleskop Angkasa ("the Space Telescope Science Institute")
• Simulasi dua lohong hitam yang berlanggar - Nature.com