Peneliti menemukan batas kecepatan baru untuk tabrakan lubang hitam, mencapai 102 juta km/jam, dengan potensi implikasi besar bagi hukum fisika dasar.
Cekricek.id - Peneliti telah mengungkap batas kecepatan baru dalam tabrakan paling ekstrem di alam semesta. Menurut riset terbaru, "kecepatan pantulan maksimal" dari lubang hitam yang bertabrakan mencapai luar biasa 102 juta km/jam — sekitar sepuluh persen dari kecepatan cahaya.
Kecepatan puncak ini terjadi saat kondisi tabrakan berada di titik kritis antara dua lubang hitam yang bergabung atau terpencar saat mendekati satu sama lain, demikian menurut studi yang diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.
Selanjutnya, tim peneliti berharap untuk membuktikan secara matematis bahwa kecepatan ini tidak dapat dilampaui dengan menggunakan persamaan Einstein untuk general relativity. Hal ini menimbulkan potensi dampak bagi hukum fisika dasar.
"Kami baru saja mulai menggali sesuatu yang mungkin menjadi deskripsi universal," kata Carlos Lousto, salah satu penulis studi dan profesor matematika serta statistik di Rochester Institute of Technology (RIT), New York.
Ketika dua lubang hitam melewati satu sama lain, mereka akan bergabung atau berputar di sekitar pusat massa bersama sebelum terbang berpisah. Lousto dan rekan penulisnya, James Healy, menggunakan superkomputer untuk menjalankan simulasi numerik guna mengidentifikasi kecepatan pantulan maksimal dari lubang hitam yang terbang berpisah.
Teknik numerik untuk memprediksi ukuran gelombang gravitasi dari tabrakan semacam itu baru dikembangkan pada tahun 2005, hanya sepuluh tahun sebelum gelombang gravitasi pertama kali terdeteksi oleh Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).
Sejak itu, LIGO telah mengamati hampir 100 tabrakan lubang hitam. Data dari salah satu tabrakan tersebut mengungkapkan lintasan lubang hitam yang "eksentrik" atau elips. Temuan ini memperluas rentang kemungkinan skenario tabrakan dan mendorong mereka untuk mencari skenario tabrakan yang ekstrem.
Dengan menjalankan 1.381 simulasi, peneliti menemukan puncak dalam kecepatan pantulan yang mungkin bagi lubang hitam dengan putaran berlawanan yang saling melintasi.
"Pantulan lubang hitam setelah mereka bergabung adalah bagian kritis dari interaksi mereka," kata Imre Bartos, Profesor Asosiasi di Departemen Fisika Universitas Florida.
Menurut Lousto, titik kritis yang menentukan apakah dua lubang hitam yang bertabrakan akan bergabung atau terpental memiliki sedikit variabilitas dalam orbit lubang hitam.
Hasil ini memberi petunjuk tentang kemungkinan "prinsip yang meluas" yang berlaku di seluruh skala, dari atom hingga lubang hitam yang bertabrakan.
Meskipun menggabungkan dua pilar utama fisika dasar — general relativity untuk gravitasi dan teori kuantum untuk kekuatan dasar lainnya — tetap menjadi tantangan, deskripsi lubang hitam erat kaitannya dengan beberapa teori yang telah membuka celah di antara keduanya.
"Ini jauh dari bukti yang ketat," kata Lousto. "Tetapi ada jalur yang layak diteliti lebih lanjut yang mungkin bisa dimanfaatkan oleh orang lain atau kami sendiri."
