Hubungan antara teori Einstein – jembatan Einstein-Rosen (lubang cacing) dan Einstein-Podolsky-Rosen (partikel terjerat) – telah lama membuat penasaran para fisikawan. Penelitian baru menunjukkan bahwa ketika diterapkan pada lubang hitam, hubungan ini menjadi lebih kompleks dan “tidak rata” daripada yang diperkirakan sebelumnya, sehingga menghasilkan apa yang oleh para peneliti disebut sebagai “ulat Einstein-Rosen”.
Keterikatan Kuantum dan Lubang Hitam: Tautan Teoretis
Pada tahun 2013, Juan Maldacena dan Leonard Susskind mengajukan ide yang menarik: keterikatan kuantum dua partikel dan keberadaan lubang cacing mungkin setara secara matematis ketika mempertimbangkan lubang hitam. Hal ini menunjukkan bahwa dua lubang hitam, yang terhubung erat melalui koneksi kuantum, berpotensi menciptakan terowongan melalui ruang-waktu.
Namun, penelitian terbaru yang dipimpin oleh Brian Swingle di Universitas Brandeis menambah nuansa pada pemahaman ini. Dengan menganalisis sekelompok lubang hitam yang terjerat, Swingle dan timnya menemukan bahwa hubungannya tidak selalu mulus dan dapat diprediksi; sebaliknya, ia memiliki struktur yang bergelombang dan berisi materi.
Mengungkap Bagian Dalam Lubang Hitam
Mempelajari lubang cacing ini menawarkan kesempatan unik untuk menyelidiki bagian dalam lubang hitam. Bagian dalam ini tetap misterius karena pengaruh gaya gravitasi yang sangat besar, sehingga sulit untuk dipelajari secara langsung. Menariknya, model matematika menunjukkan bahwa ukuran interior lubang hitam berkorelasi dengan kompleksitasnya—betapa rumitnya lubang hitam pada tingkat kuantum fundamental. Tim Swingle memperluas logika ini untuk mengeksplorasi apakah prinsip serupa berlaku pada lubang cacing yang menghubungkan pasangan lubang hitam.
Perhitungan Kompleks: Mensimulasikan Realitas dengan Fisika Kuantum dan Gravitasi
Pemahaman komprehensif tentang keterikatan lubang hitam memerlukan teori gravitasi kuantum yang terpadu, sebuah teori yang saat ini masih luput dari perhatian para fisikawan. Sebagai penggantinya, tim Swingle menggunakan model yang menjembatani kesenjangan antara fisika kuantum dan gravitasi, menawarkan wawasan sekaligus mengakui sifatnya yang tidak lengkap.
Struktur “Ulat”: Materi, Panjang, dan Keacakan Kuantum
Perhitungan tim mengungkapkan hubungan langsung antara jumlah keacakan kuantum mikroskopis yang dikandung lubang cacing dan panjang geometrisnya. Temuan mereka menunjukkan bahwa lubang cacing ini tidak mungkin mulus sempurna. Mereka lebih rentan mengandung benjolan yang terbuat dari materi—sebuah karakteristik yang mengarah pada analogi “ulat”. Hal ini kontras dengan hasil tahun 2013, yang mungkin berlaku untuk skenario spesifik dan kurang umum, yaitu keadaan lubang hitam yang terjerat menghasilkan koneksi yang lancar.
Penelitian baru ini menambah wawasan tentang lubang hitam yang terjerat, namun masih belum menjelaskan kasus paling umum dari keterjeratan tersebut.
— Donald Marolf, Universitas California, Santa Barbara
Arah Masa Depan: Komputasi Kuantum dan Pemahaman Lebih Dalam
Donald Marolf dari Universitas California, Santa Barbara, mencatat bahwa meskipun penelitian ini berharga, penelitian ini belum menjelaskan skenario keterjeratan yang paling umum. Banyaknya kemungkinan keadaan lubang hitam secara teoritis—jauh melebihi jumlah lubang hitam di alam semesta kita—menggarisbawahi perlunya penyelidikan teoretis lebih lanjut untuk menentukan keadaan terhubung yang paling mungkin dari pasangan lubang hitam.
Ke depan, Swingle menyarankan penggunaan komputer kuantum untuk mensimulasikan lubang hitam kosmik dan “lubang cacing ulat”. Pendekatan timnya, yang mengintegrasikan fisika kuantum dan gravitasi, mengisyaratkan kemungkinan bahwa komputer kuantum yang semakin canggih dapat memberikan wawasan mengenai teori kuantum dan konsep baru mengenai gravitasi. Selain itu, studi tentang misteri gravitasi berpotensi menginspirasi algoritma komputasi kuantum yang inovatif.
Kesimpulannya, penelitian ini menyoroti sifat kompleks lubang cacing yang menghubungkan lubang hitam yang terjerat, mengungkap struktur yang berpotensi bergelombang dan berisi materi. Meskipun teori lengkap tentang gravitasi kuantum masih sulit dipahami, penelitian yang sedang berlangsung—termasuk potensi penggunaan komputer kuantum—menjanjikan untuk memperdalam pemahaman kita tentang hubungan kosmik yang menakjubkan dan interior misterius lubang hitam.
