Ilmuwan Mengurangi Umur Alam Semesta dengan Teori Baru

Turbulensi adalah fenomena alam yang terjadi di berbagai tempat, mulai dari gelombang laut hingga penerbangan yang bergelombang. Namun, turbulensi juga terjadi di ruang angkasa dan mempengaruhi banyak proses di galaksi kita. Para ilmuwan telah lama mencoba memahami bagaimana energi dalam turbulensi berpindah dari skala besar ke yang lebih kecil, tapi hal ini belum bisa dijelaskan secara matematis dengan sempurna. Sekelompok peneliti internasional dari Princeton University dan University of Toronto bekerja sama untuk menciptakan simulasi turbulensi bermagnet terbesar di dunia. Mereka menggunakan superkomputer dengan kekuatan sebanding 140.000 komputer berjalan sekaligus. Simulasi ini membantu mereka melihat dengan lebih jelas bagaimana energi dalam turbulensi berinteraksi dengan medan magnet di ruang antar bintang. Hasil simulasi menunjukkan bahwa medan magnet di ruang antar bintang dapat mengurangi gerakan turbulen pada skala kecil dan memperkuat gelombang-gelombang khusus yang disebut gelombang Alfvén. Penelitian ini berbeda dari model-model lama dan memberikan pemahaman baru tentang bagaimana struktur galaksi terbentuk dan bagaimana bintang lahir di lingkungan yang penuh turbulensi. Simulasi dilakukan di SuperMUC-NG, superkomputer yang terletak di Pusat Superkomputer Leibniz di Jerman. Dengan menggunakan teknologi ini, peneliti dapat menghemat waktu yang sangat besar karena perhitungannya akan memakan waktu ribuan tahun jika dilakukan secara manual. Ini merupakan kemajuan besar dalam fisika turbulensi dan astrofisika. Penelitian ini juga penting untuk aplikasi praktis, seperti keselamatan dalam perjalanan luar angkasa dan prediksi cuaca antariksa. Dengan memahami turbulensi dan bagaimana partikel-partikel energi tinggi terbentuk, para ilmuwan dapat membantu menjaga keselamatan satelit dan astronot yang beraktivitas di luar angkasa.

Artikel ini mengajak kita memahami konsep chirality, yaitu sifat objek yang berbeda jika dilihat lewat cermin, seperti tangan kanan yang tidak bisa berjabat tangan dengan bayangan kirinya. Inspirasi dari cerita fiksi Alice melalui cermin membawa kita pada penemuan ilmiah bahwa molekul dan partikel di dunia nyata juga memiliki versi kiri dan kanan yang unik dan tidak bisa disamakan. Louis Pasteur adalah ilmuwan yang pertama kali menemukan bahwa molekul bisa memiliki citra cermin yang berbeda, khususnya pada molekul dalam biologi seperti gula. Hidup hanya menggunakan satu versi molekul kanan ini, yang menjadi alasan kenapa DNA kita selalu berputar ke kanan dan kenapa ada misteri besar tentang asal usul kehidupan berkaitan dengan chirality tersebut. Konsep chirality tidak hanya berlaku di molekul saja, tetapi juga pada partikel elementer yang membentuk alam semesta kita. Contohnya cahaya dan partikel seperti elektron, yang menunjukkan 'masthematical handedness' yang penting untuk memahami bagaimana fisika partikel bekerja, terutama dalam gaya lemah yang hanya mempengaruhi partikel dengan chirality tertentu. Karakteristik unik chirality ini membuat partikel-partikel dan molekul yang berbeda ke 'dunia cermin' memiliki perilaku yang berbeda. Hal ini menyebabkan asimetri di alam semesta, seperti mengapa beberapa partikel meluruh dan lainnya tidak, dan juga misteri mengapa neutrino hanya pernah ditemukan sebagai partikel kiri. Akhirnya, artikel ini juga mengingatkan bahwa jika molekul sintetis dengan chirality yang berlawanan dibuat sembarangan, mereka bisa sangat berbahaya karena berpotensi menghindari sistem pertahanan hidup yang sudah ada. Oleh karena itu, mempelajari chirality sangat penting bagi keamanan dan perkembangan ilmu pengetahuan dari tingkat molekul sampai fisika partikel.

Para ilmuwan dari Universitas Radboud di Belanda telah menemukan bahwa alam semesta akan berakhir lebih cepat dari yang selama ini diperkirakan. Mereka menggunakan teori radiasi Hawking, yang awalnya digunakan untuk menjelaskan bagaimana lubang hitam bisa mengeluarkan partikel dan perlahan-lahan memudar. Radiasi Hawking pertama kali diperkenalkan oleh Profesor Stephen Hawking pada tahun 1975. Teori ini menjelaskan bagaimana lubang hitam punah seiring waktu karena mereka memancarkan radiasi walaupun menurut teori relativitas Einstein lubang hitam tidak bisa menghilang. Tim ilmuwan tersebut melanjutkan penelitian sebelumnya dan menunjukkan bahwa proses yang sama bukan hanya berlaku pada lubang hitam, tapi juga pada objek kosmik lain seperti bintang putih dan neutron star. Menariknya, durasi evaporasi sebuah objek tergantung pada kepadatannya. Berdasarkan perhitungan terbaru, mereka memperkirakan bahwa bintang putih akan menguap sekitar 10^78 tahun, jauh lebih cepat dibandingkan perkiraan lama yang sebesar 10^1100 tahun. Penelitian ini juga menghitung bahwa Bulan dan manusia akan menguap sekitar 10^90 tahun melalui proses ini. Penelitian ini penting karena membantu para ilmuwan memahami lebih jauh teori radiasi Hawking dan membuka peluang baru untuk mengungkap misteri lubang hitam dan nasib akhir alam semesta yang sebenarnya.

Para ilmuwan dari Radboud University di Belanda menemukan bahwa alam semesta mungkin akan berakhir lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Mereka menghitung waktu yang dibutuhkan objek kosmik seperti lubang hitam dan bintang putih untuk menguap melalui proses yang mirip dengan radiasi Hawking. Temuan terbaru ini menunjukkan bahwa objek-objek ini akan menghilang dalam waktu sekitar 10 pangkat 78 tahun, bukan 10 pangkat 1100 tahun seperti yang dipercaya sebelumnya. Radiasi Hawking adalah sebuah fenomena yang ditemukan oleh Profesor Stephen Hawking pada tahun 1975. Ia menyatakan bahwa materi bisa meloloskan diri dari lubang hitam lewat mekanisme kuantum, yang menyebabkan lubang hitam pelan-pelan memudar dan menguap menjadi partikel dan radiasi. Ini bertentangan dengan teori Einstein yang menyatakan lubang hitam tidak bisa hancur. Tim ilmuwan ini memperluas konsep radiasi Hawking tidak hanya untuk lubang hitam, tapi juga untuk objek yang memiliki medan gravitasi lainnya. Dalam penelitian ini, para ilmuwan menghitung berapa lama sebuah bintang putih — objek yang sangat tahan lama di alam semesta — bisa bertahan menggunakan teori radiasi Hawking. Hasilnya menunjukkan masa hidupnya jauh lebih singkat dari yang diduga sebelumnya. Bahkan benda seperti bulan dan manusia diperkirakan menguap dalam jangka waktu 10 pangkat 90 tahun berdasarkan proses ini. Ini memperlihatkan bagaimana radiasi Hawking bisa memengaruhi berbagai objek berbobot astronomis hingga yang lebih kecil. Tim peneliti yang terdiri dari Heino Falcke, Michael Wondrak, dan Walter van Suijlekom berharap penemuan ini tidak hanya membantu menghitung kapan alam semesta akan berakhir, tapi juga memperdalam pemahaman kita akan teori radiasi Hawking yang masih penuh misteri. Dengan mempelajari bagaimana benda-benda ekstrem ini menjadi menguap, mereka berharap suatu saat bisa menguak rahasia penting tentang fisika kuantum dan gravitasi. Meskipun angka 10 pangkat 78 tahun masih terdengar sangat lama, para ilmuwan mengingatkan bahwa ini tetap lebih cepat dibanding perkiraan awal. Hal ini menjadi sebuah pengingat bahwa alam semesta memiliki batas waktu dan segala sesuatu yang kita kenal bisa hilang suatu hari nanti. Tetapi untuk sekarang, kita masih punya waktu sangat panjang untuk terus belajar dan mengeksplorasi keindahan kosmos.

AT2024tvd adalah kejadian luar biasa yang menunjukkan sebuah bintang dihancurkan oleh lubang hitam supermasif yang tidak berada di pusat galaksi, tapi jauh di tepi galaksi. Saat bintang tersebut pecah karena gaya gravitasi, ledakan cahaya yang dihasilkan memungkinkan para astronom menemukan lubang hitam yang tersembunyi tersebut. Penemuan ini sangat spesial karena biasanya lubang hitam besar berada di pusat galaksi. Temuan ini dihasilkan dari pengamatan menggunakan fasilitas Zwicky Transient Facility serta teleskop luar angkasa Hubble dan Chandra. Ini adalah pertama kalinya sebuah TDE ditemukan secara optik yang berlokasi jauh dari pusat galaksi. Para ilmuwan dari Universitas California, Berkeley, percaya bahwa lubang hitam ini mungkin berasal dari galaksi kecil yang dulu bergabung atau dilalui galaksi utama. Penemuan ini juga menunjukan kemungkinan bahwa beberapa lubang hitam besar bisa saling bertemu dan bergabung dalam waktu yang sangat lama, menghasilkan gelombang gravitasi yang bisa diamati di masa depan. Penemuan ini membuka jalan bagi astronom untuk mencari lebih banyak lubang hitam mengembara di galaksi menggunakan metode yang sama, yaitu dengan mengamati ledakan sinar dari fenomena TDE offset. Misi luar angkasa LISA juga dipersiapkan untuk mendeteksi gelombang gravitasi dari penggabungan lubang hitam. Masih banyak pertanyaan yang belum terjawab tentang asal-usul dan perjalanan lubang hitam mengembara ini. Tapi penemuan AT2024tvd menjadi bukti penting dan menginspirasi agar para ilmuwan semakin fokus mencari dan mempelajari lubang hitam yang berada di luar pusat galaksi sehingga dapat memperluas pemahaman kita akan alam semesta.

Masalah invariansi Kervaire telah menjadi teka-teki dalam matematika selama lebih dari enam dekade, berkaitan dengan keberadaan bentuk-bentuk matematika khusus bernama manifold fram halus. Inti permasalahannya adalah menemukan dimensi-dimensi di mana manifold tersebut memiliki nilai invariansi Kervaire satu, yang berarti mereka tidak bisa diubah menjadi bola melalui proses operasi tertentu. Sejak tahun 1960-an, keberadaan manifold ini telah terbukti pada beberapa dimensi rendah seperti 6 dan 14. Para matematikawan kemudian berasumsi bahwa pola tersebut akan berlanjut pada dimensi yang lebih tinggi, tetapi penelitian dan pembuktian mengalami hambatan pada dimensi 62 dan selanjutnya. Pada akhirnya ditemukan bahwa manifold tersebut tidak ada di dimensi 254 atau lebih tinggi, sebuah teori yang dikenal dengan 'doomsday hypothesis'. Selama 15 tahun terakhir, keberadaan manifold ini di dimensi 126 masih menjadi pertanyaan terbuka. Baru-baru ini, tim matematikawan asal Cina yang terdiri dari Wang Guozhen, Lin Weinan, dan Xu Zhouli menggunakan metode komputasi canggih untuk mengatasi masalah tersebut. Mereka membangun program komputer untuk mengevaluasi berbagai kasus dan akhirnya membuktikan bahwa manifold dengan invariansi Kervaire satu memang ada di dimensi 126. Pembuktian ini menyelesaikan kasus terakhir yang belum terpecahkan dan menutup bab panjang penelitian matematika dalam bidang topologi aljabar. Hasil ini juga mengonfirmasi teori dan pendekatan sebelumnya yang selama ini sulit diverifikasi karena kerumitannya yang sangat tinggi, termasuk analisa yang menggunakan alat seperti Adams spectral sequence. Penemuan ini membuka kembali wawasan dan kemungkinan di bidang matematika murni dan topologi, memberikan pemahaman lebih dalam tentang bagaimana bentuk-bentuk kompleks dapat berperilaku di ruang berdimensi tinggi, serta memperlihatkan pentingnya gabungan metode matematis dan komputasi dalam memecahkan masalah yang sulit.