Langsung ke konten utama

Dimensi Ekstra, Graviton, dan Lubang Hitam Mikroskopik

Dimensi ekstra mungkin terdengar seperti kisah fiksi ilmiah, tetapi dapat menjelaskan mengapa gaya gravitasi sangat lemah.

dimensi-ekstra-graviton-lubang-hitam-mikroskopik-informasi-astronomi

Mengapa gravitasi jauh lebih lemah daripada gaya fundamental lainnya? Bahkan magnet berukuran kecil di sebuah mesin pendingin, mampu menciptakan gaya elektromagnetik yang lebih besar daripada tarikan gravitasi planet Bumi. Satu kemungkinan mengapa kita tidak merasakan efek gaya gravitasi Bumi adalah karena sebagian besar energi menyebar ke dimensi ekstra. Meskipun terdengar seperti dalam kisah fiksi ilmiah, jika dimensi esktra memang eksis, maka dapat menjelaskan akselerasi laju ekspansi kosmos dan mengapa gravitasi lebih lemah daripada gaya fundamental lainnya di alam semesta.

Skala Dimensi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita menempati tiga dimensi ruang dan dimensi keempat, yaitu waktu. Apakah ada dimensi ekstra di luar empat dimensi ini? Teori relativitas umum Einstein menjelaskan bagaimana ruang meluas, menyusut dan melengkung. Apabila ada satu dimensi yang berkontraksi dengan ukuran yang lebih kecil daripada atom, maka kita tidak akan bisa mengetahuinya.

Tetapi jika kita bisa melihat ke skala yang sangat kecil, dimensi tersembunyi ini mungkin dapat terlihat. Bayangkan seseorang berjalan di seutas tali yang hanya bisa bergerak maju dan mundur, dan tidak bisa berjalan ke kanan, ke kiri atau ke atas dan ke bawah, karena dia hanya melihat dalam satu dimensi. Namun seekor semut yang hidup dalam skala yang jauh lebih kecil dapat bergerak lebih bebas di sekitar tali, yang terlihat seperti dimensi ekstra bagi seseorang yang berjalan di seutas tali.

Bagaimana cara kita menguji dimensi ekstra? Salah satu cara untuk membuktikannya adalah dengan menemukan bukti dari partikel-partikel yang hanya dapat eksis jika dimensi ekstra itu nyata. Teori yang menggagas dimensi ekstra memprediksi bahwa dengan cara yang sama seperti atom di dalam keadaan berenergi rendah dan berenergi tinggi, akan ada versi yang lebih berat daripada partikel standar di dimensi lain.

Partikel-partikel lebih berat yang disebut Kaluza-Klein states, memiliki sifat yang sama persis dengan partikel standar (dan juga dapat diamati oleh detektor kita), tetapi dengan massa yang lebih besar. Jika CMS atau ATLAS, instrumen detektor di LHC (Large Hadron Collider), menemukan partikel seperti Z atau W (Z dan W pada partikel boson adalah pembawa gaya elektromagnek) dengan massa 100 kali lebih besar, misalnya, maka deteksi tersebut dapat mengungkap dimensi ekstra. Partikel berat seperti itu hanya dapat diungkap pada energi tinggi yang dicapai oleh LHC.

Graviton

Beberapa ahli teori mengklaim partikel yang disebut ‘graviton’ terkait dengan gravitasi, serupa dengan bagaimana foton terkait dengan gaya elektromagnetik. Jika partikel graviton memang benar eksis, seharusnya dapat dibuat di LHC, meskipun setelah terbentuk akan langsung menghilang ke dimensi ekstra. Tabrakan di dalam akselerator partikel selalu menciptakan fenomena yang seimbang, seperti kembang api, yaitu partikel yang bergerak ke segala arah.

Graviton mungkin lolos dari detektor kita, meninggalkan zona kosong yang kita amati sebagai ketidakseimbangan dalam momentum dan energi. Kita harus dengan cermat mempelajari sifat dari objek yang hilang untuk mengetahui apakah memang objek itu adalah graviton yang menghilang ke dimensi lain, atau sesuatu yang lain. Metode untuk mencari energi yang hilang juga diterapkan untuk mencari partikel materi gelap atau supersimetri.

lubang-hitam-mikroskopik-informasi-astronomi

Lubang Hitam Mikroskopik

Cara lain untuk mengungkap dimensi ekstra adalah dengan menciptakan “lubang hitam mikroskopik”. Deteksi kita sangat bergantung pada jumlah dimensi ekstra, massa lubang hitam, ukuran dimensi dan energi yang menciptakan lubang hitam. Jika lubang hitam mikro terbentuk di tabrakan partikel yang dihasilkan oleh LHC, maka ia akan hancur dengan sangat cepat, sekitar 10-27 detik.

Lubang hitam mikro akan meluruh menurut Model Standar atau partikel supersimetri, menciptakan fenomena yang mengandung sejumlah jejak luar biasa dalam detektor dan dapat dideteksi dengan mudah. Menemukan lebih banyak dari salah satu subjek di atas akan membuka banyak pintu kemungkinan yang belum diketahui.

Ditulis oleh: Staf home.cern

Sumber: Extra dimensions, gravitons, and tiny black holes

Artikel terkait: Large Hadron Collider Baru Akan Menciptakan Lubang Hitam di Bumi

#terimakasihgoogle

Label

Label:

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Inti Galaksi Aktif

Ilustrasi wilayah pusat galaksi aktif. (Kredit: NASA/Pusat Penerbangan Antariksa Goddard) Galaksi aktif memiliki sebuah inti emisi berukuran kecil yang tertanam di pusat galaksi. Inti galaksi semacam ini biasanya lebih terang daripada kecerahan galaksi. Untuk galaksi normal, seperti galaksi Bima Sakti, kita menganggap total energi yang mereka pancarkan sebagai jumlah emisi dari setiap bintang yang ada di dalamnya, tetapi tidak dengan galaksi aktif. Galaksi aktif menghasilkan lebih banyak emisi energi daripada yang seharusnya. Emisi galaksi aktif dideteksi dalam spektrum inframerah, radio, ultraviolet, dan sinar-X. Emisi energi yang dipancarkan oleh inti galaksi aktif atau active galaxy nuclei (AGN) sama sekali tidak normal. Lantas bagaimana AGN menghasilkan output yang sangat energik? Sebagian besar galaksi normal memiliki sebuah lubang hitam supermasif di wilayah pusat. Lubang hitam di pusat galaksi aktif cenderung mengakresi material dari wilayah pusat galaksi yang b...
Posting Komentar
Baca selengkapnya

Apa Itu Kosmologi? Definisi dan Sejarah

Potret dari sebuah simulasi komputer tentang pembentukan struktur berskala masif di alam semesta, memperlihatkan wilayah seluas 100 juta tahun cahaya beserta gerakan koheren yang dihasilkan dari galaksi yang mengarah ke konsentrasi massa tertinggi di bagian pusat. Kredit: ESO Kosmologi adalah salah satu cabang astronomi yang mempelajari asal mula dan evolusi alam semesta, dari sejak Big Bang hingga saat ini dan masa depan. Menurut NASA, definisi kosmologi adalah “studi ilmiah tentang sifat alam semesta secara keseluruhan dalam skala besar.” Para kosmolog menyatukan konsep-konsep eksotis seperti teori string, materi gelap, energi gelap dan apakah alam semesta itu tunggal ( universe ) atau multisemesta ( multiverse ). Sementara aspek astronomi lainnya berurusan secara individu dengan objek dan fenomena kosmik, kosmologi menjangkau seluruh alam semesta dari lahir sampai mati, dengan banyak misteri di setiap tahapannya. Sejarah Kosmologi dan Astronomi Pemahaman manusia ...
16 komentar
Baca selengkapnya

Messier 78, Nebula Refleksi yang Mengelabui Para Pemburu Komet

Kredit: NASA, ESA, J. Muzerolle (Space Telescope Science Institute) dan S. Megeath (Universitas Toledo) Gambar penuh warna ini menampilkan sebagian kecil dari struktur objek Messier 78, sebuah nebula refleksi yang terletak di rasi Orion. Nebula refleksi diciptakan oleh awan debu kosmik yang menghamburkan atau memantulkan cahaya bintang yang berada di dekatnya. Messier 78 terletak sekitar 1.600 tahun cahaya dari Bumi dengan magnitudo semu 8. Ditemukan pada tahun 1780 oleh Pierre Méchain, salah satu kolega Charles Messier, Messier 78 dan paling ideal diamati pada bulan Januari menggunakan teropong dan teleskop kecil. Dibutuhkan setidaknya teleskop berdiameter 8 inci untuk mengungkap nebula refleksi secara mendetail. Messier 78 memiliki fitur khas mirip komet, yaitu salah satu sisi nebula yang memanjang layaknya ekor komet. Fitur ini telah mengelabui banyak pemburu komet saat itu, yang mendorong mereka untuk meyakini telah membuat penemuan baru. Observasi dalam spektrum inf...
Posting Komentar
Baca selengkapnya