blackhole n termo (3)

Lanjutkaaaaan! :)

~ m e k a n i k a b l a c k h o l e ~

Sebelum masuk ke termodinamika blackhole, ternyata kita harus ngebahas mekanika blackhole. Intinya sih hukumnya itu ada 3:

Hukum O : Untuk blackhole yg stasioner, horizonnya (absolute horizon) akan memiliki surface gravity yang konstan. Absolute horizon = Event horizon dapat dianggap sebagai batas / permukaan blackhole dengan lingkungannya. Segala kejadian yang melewati batas event horizon ini tidak akan pernah sampai pada kita. Event horizon dapat dianggap sebagai 'batas' dari ruang waktu. (Hmm.. berati sebelumnya gw harus jelasin event horizon juga)

Hukum I : Mengkorelasikan perbedaan energi dari 2 blackhole yg berada dalam keadaan setimbang. Ternyata bentuknya itu ... ah gausah gw tulis persamaannya. Ribet. Pokonya intinya, selisih massa = selisih luas + selisih momentum angular + selisih muatan. Tentu saja masing2 suku dikalikan dengan konstanta, sehingga dimensi masing2 suku sama dengan dimensi energi (inget massa itu ekivalen dengan energi).

Hukum II : Area / Luas dari event horizon dari suatu blackhole tidak pernah berkurang terhadap waktu. Atau, dA/dt = 0. Hmm.. yg familiar ma termo pasti dah tau mw dibawa kemana penjelasan ni. :P

Hukum III : Tidak mungkin untuk membentuk suatu blackhole dengan vanishing surface gravity, atau surface gravity-nya = 0.

Selesai! :)

Coba bandingin ma Hukum Termo:

Hukum O : Bila temperatur A dan B sama, maka A dan B berada dalam keadaan setimbang termal. Bisa diubah dengan kalimat lain : Untuk suatu sistem yang setimbang termal, tempertaurnya akan konstan.

Hukum I : dU = Q + PdV. Hukum kekekalan energy. Energi internal sistem = kalor yg masuk + usaha yg diberikan.

Hukum II : Entropi semesta (sistem + lingkungan) selalu bertambah terhadap waktu, tidak pernah berkurang, dS/dt = 0. Whiiiii! Boltzmann H Theorem.. TA gw.. Kangeunnyaaah.. :">

Hukum III : Suatu proses fisis tidak akan pernah mencapai temperatur nol mutlak (0 K). Temperatur 0 K hanya idealisasi.

Hwaaaa.. Bila surface gravity diganti dengan temperatur, dan area event horizon diganti dengan entropy, maka hukum mekanika blackhole akan bersesuaian dengan hukum termo. Mecing pisaan. :D

Apa artinya ini?

Artinya, para ahli fisika ahir abad 19, 'dipaksa' untuk menerima kenyataan bahwa surface gravity = temperatur dikali suatu konstanta, dan surface gravity tidak akan pernah sama dengan nol. Dengan demikian, suatu blackhole akan memiliki temperatur yg finite. Adanya temperatur yg tidak nol menyebabkan suatu blackhole harus memancarkan radiasi, sesuai hukum Stefan-Bolztmann. Para ahli fisika harus memodifikasi ulang teorinya mengenai blackhole. Dengan begitu juga, suatu blackhole dapat memiliki beberapa konfigurasi keadaan yang mungkin (microstate) sesuai dengan konsep mekanika statistik. Suatu black hole bukan lagi merupakan suatu benda-tegar sebagaimana yg diasumsikan sebelumnya. Suatu blackhole akan memiliki temperatur dan karenanya akan memiliki entropy. Dengan memiliki entropy, maka blackhole akan memiliki keteracakan (randomness?). Dimana letak keteracakan blackhole tsb? Di dalam blackhole itu sendiri. Sebagai contoh: blackhole dengan massa 10 x massa matahari akan memiliki entropy sebesar 10^79, yg berati ada 10^10^79 cara untuk menyusun konfigurasi partikel2 pembentuk blackhole sehingga memberikan macrostate M= 10 M matahari. Whoaaa! Blackhole is extreeeeeemely random!

(..to be continued..)