Seperti gelembung “Bintang dalam Bintang”, mereka bisa

Dulunya monster-monster hipotetis lahir di sarang kusut teori relativitas umum Einstein, lubang hitam kini diakui sebagai benda-benda langit yang nyata seperti bintang, bulan, dan galaksi.

Tapi jangan salah. Mesin mereka masih penuh teka-teki seperti ketika fisikawan teoretis Jerman Karl Schwarzschild pertama kali mengutak-atik persamaan medan Einstein dan menyimpulkan bahwa ruang dan waktu bisa runtuh ke dalam lubang yang tidak bisa kembali lagi.

Fisikawan Goethe University Frankfurt Daniel Jampolski dan Luciano Rezzolla kembali ke langkah pertama dalam upaya mereka untuk lebih memahami persamaan yang menggambarkan lubang hitam, dan menghasilkan solusi yang lebih mudah untuk dibayangkan, namun juga aneh.

Jika penggambaran lubang hitam yang lebih tradisional mengandung campuran fisika yang saling bertentangan pada intinya, Jampolski dan Rezzolla muncul dengan twist unik pada “gelembung” material yang dibatasi secara gravitasi yang dapat berisi berbagai gelembung yang bersarang di dalamnya.

“Sungguh luar biasa bahwa bahkan 100 tahun setelah Schwarzschild mempresentasikan solusi pertamanya terhadap persamaan medan Einstein dari relativitas umum, masih mungkin untuk menemukan solusi baru,” kata Rezzolla.

“Ini seperti menemukan koin emas di jalan yang telah dijelajahi banyak orang sebelumnya.”

Lubang hitam menyimpan rahasia fisika yang kotor. Jika kita memasukkan cukup banyak benda ke dalam ruang yang digambarkan dengan radius Schwarzschild, maka gravitasi akan mengalahkan semua gaya lain dan menarik massa tersebut ke ruang yang jauh lebih kecil. Demikianlah persamaan medan relativitas umum.

Namun persamaan tersebut tidak bisa menjelaskan apa yang terjadi di ujung lain dari dorongan besar tersebut. Saat kita semakin mendekati jarak yang semakin kecil, fisika kuantum menjadi semakin penting. Dan karena tidak ada cara mudah untuk menjembatani dua teori menyeluruh tentang (hampir) segala sesuatu, kita dihadapkan pada tanda tanya besar tentang apa yang terjadi pada materi ketika gravitasi menekannya melewati titik tertentu.

Seolah-olah itu belum cukup menantang, keberadaan objek yang dapat mengirimkan informasi tentang perjalanan satu arah ke penjara kosmik dan menguap dalam pancaran panas yang dikenal sebagai radiasi Hawking menghadirkan paradoks yang melampaui fisika, berdasarkan pada aturan bahwa informasi tidak bisa hilang begitu saja.

Pada tahun 2001, fisikawan kuantum Pawel Mazur dan astrofisikawan Emil Mottola bekerja sama untuk memahami persamaan tersebut guna melihat apakah mereka dapat menghindari kebuntuan ini.

Apa yang mereka temukan adalah bintang kondensat gravitasi. Dijuluki gravastar dalam sekejap, konstruksi hipotetis ini menggambarkan lapisan materi yang dikompresi hingga ketipisan yang hampir mustahil, dipompa dari dalam oleh bantuan energi gelap yang sangat banyak.

Betapapun anehnya suara balon pesta bintang ini, mereka akan tetap terlihat seperti lubang hitam dari luar, sekaligus memecahkan paradoks informasi dan menghindari kebutuhan akan titik absurditas kuantum yang sangat padat di dalam hati mereka.

Jampolski dan Rezzolla menemukan bahwa gravatar dengan membran yang sedikit lebih tebal mungkin dapat menyeimbangkan gravatar lain di dalamnya. Demikian pula, gravatar bersarang kedua ini mungkin mengandung cangkang eksotiknya sendiri yang terdiri dari materi yang sangat terkompresi, membentuk apa yang mereka sebut sarang.

“Nestar itu seperti matryoshka,” kata Jampolski, yang menemukan solusinya di bawah pengawasan Rezzollo.

Menemukan binatang kosmik dari bayang-bayang teori murni mungkin terdengar aneh, tapi begitulah cara lubang hitam diidentifikasi. Yang penting, menemukan batasan teori dapat mengarah pada pengamatan yang memecahkan teka-teki lubang hitam yang paling sulit.

“Sayangnya, kita masih belum tahu bagaimana gravastar seperti itu bisa terbentuk,” kata Rezzolla.

“Tetapi bahkan jika nestar tidak ada, menyelidiki sifat matematika dari solusi ini pada akhirnya akan membantu kita lebih memahami lubang hitam.”

Penelitian ini dipublikasikan di Gravitasi klasik dan kuantum.