OK.. Lets start! :D
Hmm.. sebelumnya gw dah jelasin blackhole itu apa, n gw jg dah jelasin dikit tentang termo, temperatur n entropy. Lalu apa hubungan keduanyaa? Penting kah? Termodinamika, kadang dianggap sebagai cabang fisika yang tidak terlalu populer, sekali lagi memberikan kontribusi yg besar bagi perkembangan teori2 fisika yg modern (Pertama itu pas mengawali munculnya fisika quantum, itu kan awalnya karena Max Planck berurusan dengan radiasi benda hitam, baru setelah itu muncul experimen efek fotolistrik). Sekarang, dengan mengaplikasikan termodinamika pada blackhole, para ahli fisika ahir abad 19 memulai penggabungan 2 teori fisika, antara relativitas umum dengan mekanika quantum. Waw. :D
Hmm.. sebelumnya gw dah jelasin blackhole itu apa, n gw jg dah jelasin dikit tentang termo, temperatur n entropy. Lalu apa hubungan keduanyaa? Penting kah? Termodinamika, kadang dianggap sebagai cabang fisika yang tidak terlalu populer, sekali lagi memberikan kontribusi yg besar bagi perkembangan teori2 fisika yg modern (Pertama itu pas mengawali munculnya fisika quantum, itu kan awalnya karena Max Planck berurusan dengan radiasi benda hitam, baru setelah itu muncul experimen efek fotolistrik). Sekarang, dengan mengaplikasikan termodinamika pada blackhole, para ahli fisika ahir abad 19 memulai penggabungan 2 teori fisika, antara relativitas umum dengan mekanika quantum. Waw. :D
Gimana ceritanyaa? Berati awal mulanya itu harus ceritain dulu gimana munculnya "No-Hair Theorem". Apa maksudnya ini? Bingung gw jg. :D Hmm.. berturut2 didapatkan solusi metric untuk blackhole yg statik oleh Karl Schwarzschild (solusi simetrik sferis schwarzschild), yang lalu dilanjutkan oleh penurunan solusi metric untuk blackhole yang berotasi oleh Roy Kerr (metric Kerr). Dengan demikian, suatu blackhole dapat dikarakterisasi oleh 2 parameter, yaitu massa dan momentum sudut. Untuk kasus khusus dimana rotasi = 0, metric Kerr akan kembali ke bentuk metric Schwarzschild.
Setelah itu, Werner Israel membuktikan bahwa semua non-rotating blackhole hanya dikarakterisasi oleh massa-nya, tidak peduli komposisi massa-nya itu apa dan bagaimana. Lalu, Reissner dan Nordstorm menambahkan parameter baru (selain massa dan momentum sudut), yaitu muatan. Blackhole dapat memiliki muatan, sama seperti hal neutron star. Solusi untuk blackhole yang statis dan bermuatan adalah metric Reissner-Nordstorm. Untuk kasus muatan = 0, maka metric Reissner-Nordstorm akan kembali ke bentuk metric Schwarzschild. Sekarang, parameter yang mengkarakterisasi suatu blackhole ada 3, yaitu massa, momentum sudut, dan muatan. Untuk kasus yang paling umum, yaitu blackhole yg bermuatan dan berotasi, solusi yang didapatkan akan berbentuk metric Kerr-Newman. :D
Cukup sampai disini kah? Apa perlu menambah parameter lain untuk mengkarakterisasi suatu blackhole? Ternyata tidak perlu. Cukup. :P Kenapa? -Sayang sekali gw ga tau alasannya n masih belum ngerti. Hal ini mengantarkan ahli fisika ahir abad 19 pada suatu teorema yg disebut dengan "No-Hair Theorem" (Teorema Botak (Tak Berambut)). Apa maksudnyaa? Intinya: "Semua solusi blackhole yang diturunkan dari persamaan gravitasi dan elektromagnetisme Maxwell pada lingkup GR dapat secara lengkap -gw ulangi- secara lengkap dikarakterisasi hanya dengan menggunakan 3 parameter observable, yaitu massa, momentum angular, dan muatan. (Oleh Hawking, Israel, Robinson, Carter cs). Analoginya: Klo diliat dari ats, setiap orang botak akan terlihat sama. (Gariiiink! Sumpah yah gw blm pernah denger ada becandaan ahli fisika yg ga gariinnk. :D Apalg UV catastrophe. Itu sumpah lebay amath. :D). Makanya dinamain No-Hair Theorem (yeah secara yg nemuin banyakan jadi ga bisa dikasi nama mcm: Hawking's Theorem).
Ajaib kan. Lo punya 2 blackhole, yg satu terdiri dari full-materi n yg satu terdiri dari full-anti-matter, n menurut teorema diatas, kedua blackhole itu tak terbedakan. Berati secara termodinamika, blackhole hanya akan memiliki 1 macrostate, yaitu macrostate yg dikarakterisasi oleh massa, momentum angular, dan muatan. Microstate2 pada sistem blackhole tersebut akan terkonfigurasi sedimikian rupa, sehingga menghasilkan macrostate tertentu. Sekarang masalahnya, berapa banyak microstate nya? Memangnya bakal ada microstate? Bila ada microstate, berati ada konfigurasi yg mungkin. Konfigurasi yg mungkin tidak tunggal, dan karena itu tidak khusus. Dengan demikian sebagi konsekuensinya, suatu blackhole akan memiliki banyak keadaan yg mungkin, dan akan dapat didefinisikan keadaan yang paling mungkin, beserta standar deviasi-nya. Blackhole harus memiliki temperatur. Dan sesuai Hukum Stefan-Boltzmann, setiap benda yg memiliki temperatur, harus memancarkan radiasi. Memancarkan radiasi? Bagaimana mungkin blackhole bisa memancarkan radiasi, sedangkan tidak ada sesuatupun yg bisa lepas dari gravitasi blackhole?
Hmmm.. Justru blackhole sebaiknya memancarkan radiasi. Kenapa? Coba liat. Misalkan di alam semesta ini ada blackhole. Alam semesta memiliki entropy tertentu. Blackhole, karena tidak boleh meradiasikan sesuatu, tidak memiliki temperatur, dan karenanya tidak memiliki entropy. Bila ada massa yg 'dimakan' oleh blackhole, maka tentu saja, entropy lingkungan (diluar blackhole) akan berkurang. Sedangkan entropy blackhole? Tidak bertambah. Tidak didefinisikan entropy blackhole. Maka, entropy alam semesta = entropy lingkungan + entropy blackhole, kan berkurang! This process will violates the second law of thermodynamics, of course. (Males bgt gw nerjemahinnya.. Proses ini bertentangan dengan hukum II termo).
(..to be continued..)
Setelah itu, Werner Israel membuktikan bahwa semua non-rotating blackhole hanya dikarakterisasi oleh massa-nya, tidak peduli komposisi massa-nya itu apa dan bagaimana. Lalu, Reissner dan Nordstorm menambahkan parameter baru (selain massa dan momentum sudut), yaitu muatan. Blackhole dapat memiliki muatan, sama seperti hal neutron star. Solusi untuk blackhole yang statis dan bermuatan adalah metric Reissner-Nordstorm. Untuk kasus muatan = 0, maka metric Reissner-Nordstorm akan kembali ke bentuk metric Schwarzschild. Sekarang, parameter yang mengkarakterisasi suatu blackhole ada 3, yaitu massa, momentum sudut, dan muatan. Untuk kasus yang paling umum, yaitu blackhole yg bermuatan dan berotasi, solusi yang didapatkan akan berbentuk metric Kerr-Newman. :D
Cukup sampai disini kah? Apa perlu menambah parameter lain untuk mengkarakterisasi suatu blackhole? Ternyata tidak perlu. Cukup. :P Kenapa? -Sayang sekali gw ga tau alasannya n masih belum ngerti. Hal ini mengantarkan ahli fisika ahir abad 19 pada suatu teorema yg disebut dengan "No-Hair Theorem" (Teorema Botak (Tak Berambut)). Apa maksudnyaa? Intinya: "Semua solusi blackhole yang diturunkan dari persamaan gravitasi dan elektromagnetisme Maxwell pada lingkup GR dapat secara lengkap -gw ulangi- secara lengkap dikarakterisasi hanya dengan menggunakan 3 parameter observable, yaitu massa, momentum angular, dan muatan. (Oleh Hawking, Israel, Robinson, Carter cs). Analoginya: Klo diliat dari ats, setiap orang botak akan terlihat sama. (Gariiiink! Sumpah yah gw blm pernah denger ada becandaan ahli fisika yg ga gariinnk. :D Apalg UV catastrophe. Itu sumpah lebay amath. :D). Makanya dinamain No-Hair Theorem (yeah secara yg nemuin banyakan jadi ga bisa dikasi nama mcm: Hawking's Theorem).
Ajaib kan. Lo punya 2 blackhole, yg satu terdiri dari full-materi n yg satu terdiri dari full-anti-matter, n menurut teorema diatas, kedua blackhole itu tak terbedakan. Berati secara termodinamika, blackhole hanya akan memiliki 1 macrostate, yaitu macrostate yg dikarakterisasi oleh massa, momentum angular, dan muatan. Microstate2 pada sistem blackhole tersebut akan terkonfigurasi sedimikian rupa, sehingga menghasilkan macrostate tertentu. Sekarang masalahnya, berapa banyak microstate nya? Memangnya bakal ada microstate? Bila ada microstate, berati ada konfigurasi yg mungkin. Konfigurasi yg mungkin tidak tunggal, dan karena itu tidak khusus. Dengan demikian sebagi konsekuensinya, suatu blackhole akan memiliki banyak keadaan yg mungkin, dan akan dapat didefinisikan keadaan yang paling mungkin, beserta standar deviasi-nya. Blackhole harus memiliki temperatur. Dan sesuai Hukum Stefan-Boltzmann, setiap benda yg memiliki temperatur, harus memancarkan radiasi. Memancarkan radiasi? Bagaimana mungkin blackhole bisa memancarkan radiasi, sedangkan tidak ada sesuatupun yg bisa lepas dari gravitasi blackhole?
Hmmm.. Justru blackhole sebaiknya memancarkan radiasi. Kenapa? Coba liat. Misalkan di alam semesta ini ada blackhole. Alam semesta memiliki entropy tertentu. Blackhole, karena tidak boleh meradiasikan sesuatu, tidak memiliki temperatur, dan karenanya tidak memiliki entropy. Bila ada massa yg 'dimakan' oleh blackhole, maka tentu saja, entropy lingkungan (diluar blackhole) akan berkurang. Sedangkan entropy blackhole? Tidak bertambah. Tidak didefinisikan entropy blackhole. Maka, entropy alam semesta = entropy lingkungan + entropy blackhole, kan berkurang! This process will violates the second law of thermodynamics, of course. (Males bgt gw nerjemahinnya.. Proses ini bertentangan dengan hukum II termo).
(..to be continued..)
No comments:
Post a Comment