Pernahkah Anda membayangkan apa yang terjadi di pusat lubang hitam? Di balik tarikan gravitasinya yang tak tertahankan, terdapat titik dengan kepadatan tak terhingga yang disebut singularitas. Di sinilah hukum fisika yang kita kenal runtuh, dan ruang-waktu berperilaku dengan cara yang paling tak terduga. Fisikawan percaya bahwa memahami singularitas bisa membuka tabir baru tentang hakikat alam semesta.
Pada akhir 1960-an, sekelompok ilmuwan mulai menggali ide tentang kekacauan di sekitar singularitas. Charles Misner dari University of Maryland menggambarkannya sebagai “Mixmaster universe,” merujuk pada alat pengaduk dapur yang populer saat itu. Kip Thorne, fisikawan peraih Nobel, bahkan membayangkan bagaimana tubuh seorang astronot yang terjatuh ke dalam lubang hitam akan tercampur seperti kuning dan putih telur dalam mixer.
Teori relativitas umum Einstein, yang menjadi dasar pemahaman kita tentang gravitasi lubang hitam, menggunakan persamaan tensor untuk menjelaskan kelengkungan ruang-waktu. Namun, persamaan ini sangat kompleks. Tanpa penyederhanaan, mustahil bagi ilmuwan untuk memecahkannya. Inilah yang membuat Misner dan rekan-rekannya menggunakan asumsi tertentu untuk mempelajari dinamika “Mixmaster” ini.
Kelahiran Kekacauan Mixmaster
Era 1960-an disebut sebagai “zaman keemasan” penelitian lubang hitam. Istilah “lubang hitam” sendiri baru populer saat itu. Pada 1969, Kip Thorne menerima naskah dari Evgeny Lifshitz, fisikawan Ukraina terkemuka, yang berisi solusi baru untuk persamaan Einstein di sekitar singularitas. Solusi ini, dikenal sebagai solusi BKL (Belinski-Khalatnikov-Lifshitz), menggambarkan bagaimana ruang-waktu berperilaku kacau di dalam lubang hitam yang terbentuk dari objek tak simetris.
Thorne membawa naskah itu ke AS dan membagikannya ke Misner. Ternyata, Misner dan tim BKL secara independen menemukan ide serupa dengan pendekatan berbeda. Temuan mereka membuktikan bahwa singularitas tidaklah mulus seperti yang diperkirakan sebelumnya, melainkan penuh dengan gejolak ruang-waktu yang tak terduga.
Pemahaman Baru dengan Matematika Modern
Selama beberapa tahun terakhir, fisikawan kembali mengeksplorasi kekacauan singularitas dengan alat matematika baru. Tujuan mereka ganda: memvalidasi asumsi Misner dan BKL, serta mendekati singularitas untuk menemukan teori gravitasi kuantum yang selama ini menjadi impian para ilmuwan.
Pada 1997, Juan Maldacena menemukan korespondensi AdS/CFT, yang memetakan ruang-waktu berdimensi tinggi ke ruang berdimensi lebih rendah. Analoginya seperti hologram—solusi di satu sisi dapat diterjemahkan ke sisi lain. Alat ini memungkinkan fisikawan seperti Sean Hartnoll dari University of Cambridge mempelajari interior lubang hitam dengan lebih mudah.
Pada 2019, Hartnoll dan timnya menemukan pola kekacauan serupa dengan yang dijelaskan BKL dalam model AdS/CFT. Temuan ini mengejutkan karena muncul dalam situasi yang tidak diduga. Penelitian terbaru bahkan menunjukkan bahwa pola ini terkait dengan fungsi matematika abstrak bernama “modular forms,” yang mungkin menjadi kunci memahami gravitasi kuantum.
Mengapa Ini Penting?
Meskipun kita tidak bisa mengamati langsung apa yang terjadi di dalam lubang hitam, memahami kekacauan singularitas bisa membuka pintu menuju fisika baru. Jika para ilmuwan berhasil merumuskan teori gravitasi kuantum, kita mungkin akhirnya bisa menjawab pertanyaan mendasar tentang asal-usul ruang dan waktu.
Seperti kata Hartnoll, “Waktunya telah matang untuk ide-ide ini dikembangkan sepenuhnya.” Siapa tahu, di balik kekacauan singularitas, tersembunyi rahasia terbesar alam semesta.
