Update ke forum versi 2.1.3

Ahli matematika Roy Kerr menemukan solusi untuk persamaan Einstein yang secara tepat menggambarkan ruang-waktu dengan yang sekarang kita sebut lubang hitam berputar. (Istilah ini tidak akan diciptakan selama beberapa tahun kemudian.) Dalam hampir enam dekade sejak pencapaiannya, para peneliti telah mencoba menunjukkan bahwa lubang hitam Kerr ini stabil. Artinya, jelas Jérémie Szeftel, matematikawan di Sorbonne University, "adalah jika saya memulai dengan sesuatu yang tampak seperti lubang hitam Kerr dan memberinya sedikit aksi ke obyek tersebut" — dengan melemparkan beberapa gelombang gravitasi padanya, misalnya — "apa Anda harapkan, jauh di masa depan, adalah bahwa semuanya akan kembali tenang, dan sekali lagi akan terlihat persis seperti solusi Kerr."

Situasi sebaliknya – ketidakstabilan matematis – "akan menimbulkan teka-teki mendalam bagi fisikawan teoretis dan akan menyarankan kebutuhan untuk memodifikasi, pada tingkat fundamental, teori gravitasi Einstein," kata Thibault Damour, fisikawan di Institute of Advanced Scientific. Studi di Prancis.

Dalam makalah setebal 912 halaman yang diposting online pada 30 Mei, Szeftel, Elena Giorgi dari Universitas Columbia dan Sergiu Klainerman dari Universitas Princeton telah membuktikan bahwa lubang hitam Kerr yang berputar perlahan memang stabil.

Salah satu alasan mengapa pertanyaan tentang stabilitas tetap terbuka begitu lama adalah bahwa sebagian besar solusi eksplisit untuk persamaan Einstein, seperti yang ditemukan oleh Kerr, adalah stasioner, kata Giorgi. "Formula ini berlaku untuk lubang hitam yang hanya duduk di sana dan tidak pernah berubah; itu bukan lubang hitam yang kita lihat di alam." Untuk menilai stabilitas, peneliti perlu membuat lubang hitam mengalami gangguan kecil dan kemudian melihat apa yang terjadi pada solusi yang menggambarkan objek ini seiring waktu bergerak maju.
Misalnya, bayangkan gelombang suara mengenai gelas anggur. Hampir selalu, gelombang menggoyangkan kaca sedikit, dan kemudian sistem menjadi tenang. Tetapi jika seseorang bernyanyi cukup keras dan pada nada yang sama persis dengan frekuensi resonansi gelas, gelas itu bisa pecah. Giorgi, Klainerman dan Szeftel bertanya-tanya apakah fenomena tipe resonansi serupa bisa terjadi ketika lubang hitam dihantam gelombang gravitasi.

Mereka mempertimbangkan beberapa kemungkinan hasil. Gelombang gravitasi mungkin, misalnya, melintasi cakrawala peristiwa lubang hitam Kerr dan memasuki interior. Massa dan rotasi lubang hitam dapat sedikit diubah, tetapi objeknya akan tetap berupa lubang hitam yang dicirikan oleh persamaan Kerr. Atau gelombang gravitasi bisa berputar di sekitar lubang hitam sebelum menghilang dengan cara yang sama seperti kebanyakan gelombang suara menghilang setelah bertemu dengan gelas anggur.

 Gelombang gravitasi mungkin berkumpul di luar cakrawala peristiwa lubang hitam dan memusatkan energinya sedemikian rupa sehingga singularitas terpisah akan terbentuk. Ruang-waktu di luar lubang hitam kemudian akan sangat terdistorsi sehingga solusi Kerr tidak lagi berlaku. Ini akan menjadi tanda dramatis ketidakstabilan.

Ketiga ahli matematika itu mengandalkan strategi — yang disebut pembuktian dengan kontradiksi — yang sebelumnya digunakan dalam pekerjaan terkait. Argumennya kira-kira seperti ini: Pertama, para peneliti mengasumsikan kebalikan dari apa yang mereka coba buktikan, yaitu bahwa solusi tidak ada selamanya — bahwa ada waktu maksimum setelah solusi Kerr rusak. Mereka kemudian menggunakan beberapa "trik matematis," kata Giorgi - analisis persamaan diferensial parsial, yang terletak di jantung relativitas umum - untuk memperluas solusi di luar waktu maksimum yang dimaksudkan. Dengan kata lain, mereka menunjukkan bahwa tidak peduli nilai apa yang dipilih untuk waktu maksimum, itu selalu dapat diperpanjang. Asumsi awal mereka dengan demikian bertentangan, menyiratkan bahwa dugaan itu sendiri harus benar.

Sejauh ini, stabilitas hanya terbukti untuk lubang hitam yang berotasi lambat — di mana rasio momentum sudut lubang hitam terhadap massanya jauh lebih kecil dari 1. Belum dibuktikan bahwa lubang hitam yang berotasi cepat juga stabil. Selain itu, para peneliti belum dapat menentukan dengan tepat seberapa kecil rasio momentum sudut terhadap massa untuk memastikan stabilitas.

Mengingat bahwa hanya satu langkah dalam bukti panjang mereka bertumpu pada asumsi momentum sudut rendah, Klainerman mengatakan dia "tidak akan terkejut sama sekali jika, pada akhir dekade, kita akan memiliki solusi penuh dari dugaan [stabilitas] Kerr ."
Di luar masalah ini ada masalah yang jauh lebih besar yang disebut dugaan keadaan akhir, yang pada dasarnya menyatakan bahwa jika kita menunggu cukup lama, alam semesta akan berevolusi menjadi sejumlah lubang hitam Kerr yang bergerak menjauh satu sama lain. Dugaan keadaan akhir bergantung pada stabilitas Kerr dan pada sub-dugaan lain yang sangat menantang didalamnya. "Kami sama sekali tidak tahu bagaimana membuktikan ini," Giorgi mengakui. Bagi sebagian orang, pernyataan itu mungkin terdengar pesimistis. Namun itu juga menggambarkan kebenaran penting tentang lubang hitam Kerr: Mereka ditakdirkan untuk menarik perhatian para matematikawan selama bertahun-tahun, jika bukan beberapa dekade, yang akan datang.

Tiga partikel yang belum pernah terlihat sebelumnya telah diamati oleh Large Hadron Collider CERN, termasuk sebuah pentaquark dan dua tetraquark.
Sekarang, percobaan LHCb di LHC telah mengamati tiga partikel yang belum pernah terlihat sebelumnya: jenis pentaquark baru, dan dua tetraquark baru. Quark adalah partikel elementer yang bergabung untuk membuat hadron, yang paling umum adalah proton dan neutron, ditemukan di dalam inti atom. Enam jenis quark yang berbeda lainnya adalah, quark up, down, charm, strange, top, dan bottom, dan LHC telah mampu mengamati kombinasi baru dari mereka dalam pengaturan /kombinasi empat (tetra-) dan lima (penta-).

Proton dan neutron terbuat dari kombinasi tiga quark up dan down, namun hadron eksotis seperti tetraquark dan pentaquark yang baru ditemukan mengandung quark yang kurang umum. Pentaquark baru berisi quark harm, antiquark charm (antimateri setara dengan quark charm), quark up, down, dan strange, menjadikannya pentaquark pertama yang diamati dibuat dengan quark aneh.
Tetraquark diamati sebagai pasangan, kejadian pertama kali lainnya. Tetraquark pertama terdiri dari quark charm, antiquark strange, quark up, dan antiquark down. Tetraquark membawa muatan listrik ganda, dan tetraquark kedua adalah pasangannya yang netral secara elektrik.

Gambar yang dirilis oleh tim James Webb Space Telescope (JWST) minggu lalu bukanlah gambar 'cahaya pertama' secara resmi dari teleskop baru, tetapi dengan cara tertentu, rasanya seperti itu. Pemandangan yang menakjubkan ini memberikan indikasi awal betapa kuatnya JWST, dan seberapa banyak astronomi inframerah akan meningkat.
Gambar dirilis setelah selesainya proses panjang untuk sepenuhnya memfokuskan segmen pada cermin teleskop. Insinyur mengatakan kinerja optik JWST "lebih baik daripada prediksi paling optimis,".
Dalam kegembiraan mereka, para astronom mulai memposting gambar perbandingan — dari teleskop sebelumnya ke JWST dalam bidang pandang yang sama — menunjukkan evolusi peningkatan resolusi.
Astronom Andras Gaspar, yang bekerja dengan instrumen inframerah-tengah JWST, MIRI, mengumpulkan gambar dari teleskop WISE (Wide Infrared Survey Explorer) ke gambar JWST dari bidang pandang yang sama, Awan Magellan Besar, galaksi satelit kecil Bima Sakti .
Kemudian dia menyadari Spitzer juga telah mengambil gambar LMC, dan kemudian membuat perbandingan dari tiga teleskop, terlihat pada gambar utama kami.
"Sebenarnya, WISE dengan teleskop berdiameter 40 cm hanya setengah ukuran Spitzer [85cm primer] tetapi keduanya kecil dibandingkan dengan JWST [6,5 meter primer]" kata Gaspar di Twitter. "Inilah yang Anda dapatkan dengan aperture besar! Resolusi dan sensitivitas. Dan MIRI memberikan mid-IR! HST [Hubble Space Telescope}] tidak bisa mendapatkan panjang gelombang ini."
Para astronom dan insinyur benar-benar tampak terkejut betapa bagusnya resolusi JWST. Anda mungkin menemukan itu mengejutkan. Maksud saya, bukankah mereka melakukan tes di lapangan untuk mengetahui kemampuan teleskop sebelum diluncurkan? Ya, tetapi tes darat tidak selalu menceritakan keseluruhan cerita, seperti yang dijelaskan Marshall Perrin, wakil ilmuwan proyek untuk Webb di Space Telescope Science Institute di Twitter.
Perrin menjelaskan bagaimana gravitasi berperan, karena cermin JWST dirancang untuk memiliki bentuk tertentu di gravitasi 0, tetapi dalam semua pengujian di darat, cermin itu pasti terdeformasi oleh gravitasi, yang membutuhkan model numerik untuk mengimbanginya.
Kemudian, tidak ada cara untuk menguji di lapangan bagaimana teleskop dapat bekerja di Gravitasi 0, seperti stabilitas atau apakah akan ada getaran dari pesawat ruang angkasa. Dan sementara uji di ruang vakum termal Johnson Space Center dapat menyamai suhu yang akan dialami JWST di luar angkasa, Perrin mengatakan efek tertentu di ruang uji menyebabkan ketidakstabilan optik.
Jadi, sementara prediksi berguna, selalu ada ketidakpastian. Untuk saat ini, mari kita nikmati kegembiraan dan keajaiban yang telah disediakan JWST.
Gambar cahaya resmi pertama diperkirakan akan datang pada bulan Juli.

Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa semua sistem menjadi lebih tidak teratur, atau peningkatan entropi, dari waktu ke waktu, itulah sebabnya waktu berjalan seperti yang terjadi dalam kehidupan kita sehari-hari. Dan karena proses itu tidak dapat diubah, waktu hanya bergerak maju. Namun, fisikawan teoretis memperkirakan bahwa proses tersebut dapat berjalan dua arah pada tingkat kuantum.
Itu karena ketika Anda mulai berurusan dengan partikel yang sangat, sangat kecil, hukum fisika – seperti persamaan Schrödinger – adalah 'waktu-simetris' atau reversibel. "Secara teori, proses mikroskopis baik maju dan mundur tidak dapat dibedakan," tulis Lisa Zyga.
Sekarang, fisikawan dari Universitas Federal ABC Brasil telah melakukan eksperimen yang menegaskan bahwa teori-teori itu tidak sesuai dengan kenyataan, dengan proses termodinamika tetap tidak dapat diubah bahkan dalam sistem kuantum. Tapi mereka masih tidak mengerti mengapa ini terjadi.

"Eksperimen kami menunjukkan sifat dinamis kuantum yang tidak dapat diubah, tetapi tidak menunjukkan, secara eksperimental, apa yang menyebabkannya pada tingkat mikroskopis, apa yang menentukan permulaan panah waktu," salah satu peneliti, Mauro Paternostro dari Queen's University di Irlandia. "Mencari alasannya akan mengklarifikasi kemunculannya."

Jadi, bagaimana Anda menguji hukum termodinamika dalam sistem kuantum? Pada dasarnya, para ilmuwan harus dapat mengisolasi sistem kuantum dan mengamati pembalikan proses alami – yang lebih sulit daripada kedengarannya.

Para peneliti menggunakan sekelompok atom karbon-13 dalam kloroform cair untuk membalik spin nuklir mereka menggunakan medan magnet berosilasi untuk percobaan ini. Mereka kemudian menggunakan pulsa magnetik kedua untuk membalikkan spin sekali lagi.

"Jika prosedurnya dapat dibalik, putaran akan kembali ke titik awal – tetapi tidak," tulis Zyga.

Sebaliknya, mereka mengamati bahwa pulsa magnet bolak-balik diterapkan begitu cepat sehingga spin atom tidak dapat mengikuti, menyebabkan sistem yang terisolasi menjadi tidak seimbang.

Para fisikawan menegaskan bahwa entropi meningkat setelah percobaan, menunjukkan bahwa proses termodinamika tidak dapat diubah, terlepas dari seberapa kecil partikel yang terlibat.

Semua ini pada dasarnya berarti bahwa panah waktu satu arah ada bahkan untuk partikel terkecil di Semesta, menentang hukum fisika pada tingkat mikroskopis. Dan itu menunjukkan bahwa ada hal lain yang terlibat untuk menghentikan sistem kuantum agar tidak dapat dibalik.

Para fisikawan sekarang mencoba untuk mencari tahu apa itu, dan mereka percaya bahwa wawasan baru tentang sistem kuantum akan membantu mempercepat perjalanan menuju komputer kuantum dan perangkat kuantum lainnya.

"Setiap kemajuan menuju pengelolaan proses termodinamika berwaktu terbatas pada tingkat kuantum adalah langkah maju menuju realisasi mesin termo yang sepenuhnya matang yang dapat mengeksploitasi hukum mekanika kuantum untuk mengatasi keterbatasan kinerja perangkat klasik," kata Paternostro .

Namun untuk saat ini, kita dapat mengambil kesimpulan dari penelitian ini pengetahuan bahwa kita tidak dapat mundur dalam waktu, sebanyak yang kita inginkan. Masa lalu benar-benar telah berlalu... bahkan dalam skala atom.

upgrade beberapa plugin dan update forum ke versi 2.1.2 

Parsec, atau "Paralaks Second," didefinisikan sebagai 3,26 tahun cahaya karena cara pengukurannya. Bumi mengelilingi Matahari, membuat satu orbit penuh per tahun. Selama beberapa bulan, bintang-bintang terdekat tampak bergerak sehubungan dengan objek yang lebih jauh — efek yang disebut paralaks — karena saat planet kita bergerak, sudut pandang kita berubah. Salah satu cara paling sederhana untuk melihat sendiri cara kerjanya adalah dengan memegang tangan Anda sejauh lengan di depan wajah Anda dan mengangkat satu jari. Tutup hanya mata kiri Anda dan amati di mana jari Anda muncul di latar belakang; selanjutnya, buka mata kiri Anda dan tutup mata kanan Anda. Jari Anda akan tampak bergeser karena setiap mata memandangnya dari sudut yang sedikit berbeda.

Terjemahkan itu ke bintang-bintang di langit, dua foto dari bintang terdekat yang sama yang diambil dalam jarak enam bulan akan menunjukkan bintang itu tampak bergerak dengan latar belakang bintang-bintang yang lebih jauh karena Bumi telah pindah ke sisi lain Matahari dalam orbitnya. Jika Anda menggambar diagram sederhana, Anda akan melihat bahwa jarak pergerakan bintang terkait dengan sudut pandangnya. Dua garis pandang yang berbeda, satu di setiap ujung orbit Bumi, membuat segitiga; sudut paralaks didefinisikan sebagai setengah sudut di puncak segitiga. Dan parsec adalah jarak — 3,26 tahun cahaya — agar sebuah bintang terletak dari Matahari agar sudut paralaksnya tepat 1". Itu sebabnya parsec memiliki nilai itu, dan bukan yang lainnya.

Meskipun astronom sering mengukur objek yang jauh dalam parsec atau megaparsec (1 megaparsec adalah 1 juta parsec), hanya objek terdekat yang memiliki paralaks, atau pergeseran di langit, yang sebenarnya dapat kita ukur. Misi Gaia Badan Antariksa Eropa, yang saat ini sedang berlangsung, dapat mengukur sudut paralaks hanya beberapa sepersejuta detik busur. Ia dapat mengukur, hingga akurasi 20 persen, jarak bintang-bintang yang terletak puluhan ribu tahun cahaya.

Mohon maaf lahir dan batin

Menurut penelitian baru, materi gelap mungkin menjadi misteri yang lebih besar dari yang diyakini sebelumnya.

Materi itu diperkirakan membentuk persentase yang signifikan dari massa alam semesta — namun hampir mustahil untuk dipelajari, apalagi diamati.

Fisikawan terpaksa mempelajari cara materi gelap membelokkan cahaya antara sumber yang jauh seperti galaksi dan pengamat, sebuah efek yang disebut "pelensaan gravitasi." Semakin tinggi konsentrasi materi gelap, semakin jelas efeknya.

Tetapi ketika tim peneliti Eropa melihat data dari Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Teleskop Sangat Besar dari Observatorium Selatan, mereka menemukan bahwa efek lensa gravitasi di sekitar struktur masif yang disebut "gugus galaksi" sepuluh kali lebih kuat dari yang diperkirakan oleh simulasi.

"Kami telah melakukan banyak pengujian data dalam penelitian ini, dan kami yakin bahwa ketidakcocokan ini menunjukkan bahwa beberapa bahan fisik hilang baik dari simulasi atau dari pemahaman kami tentang sifat materi gelap," kata Massimo Meneghetti, dari INAF-Observatory of Astrophysics and Space Science of Bologna di Italia dan penulis utama makalah tentang penelitian yang diterbitkan di jurnal Science, dalam pernyataan ESA.

Dengan kata lain — kami kehilangan bahan utama.

"Salah satu kemungkinan asal dari perbedaan ini adalah bahwa kita mungkin kehilangan beberapa kunci fisika dalam simulasi," kata Meneghetti dalam sebuah pernyataan NASA.

Untuk melakukan penelitian mereka, tim Meneghetti menghasilkan "peta materi gelap" menggunakan pengamatan dari sampel tiga gugus galaksi masif.

Mereka menemukan sesuatu yang tidak terduga: gambaran skala kecil bersarang di dalam distorsi lensa yang lebih besar di setiap inti gugus galaksi. Dengan kata lain, efek pelensaan gravitasi signifikan, membuat mereka percaya bahwa mereka telah menemukan konsentrasi materi gelap yang padat.

Perbedaan ini menyoroti betapa sedikit yang kita ketahui tentang hal-hal misterius yang tampaknya membentuk sebagian besar alam semesta yang diketahui.

Pikirkan "gelembung", dan Anda mungkin berpikir "sabun" atau "permen karet".
Tapi tidak dengan Catherine Zucker, yang saat ini menjadi Hubble Fellow di Space Telescope Science Institute dan mantan peneliti di Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Ketertarikan Zucker pada gelembung yang kosmik. Dan dia dan kolaboratornya telah menemukan wawasan baru tentang gelembung tempat tata surya kita berada.
Para astronom telah lama mengetahui tentang Gelembung Lokal selebar 1.000 tahun cahaya. Dalam sebuah makalah baru yang diterbitkan 12 Januari di Nature, Zucker dan rekan penulisnya menggambarkannya sebagai "rongga plasma berdensitas rendah dan bersuhu tinggi yang dikelilingi oleh cangkang gas dan debu yang dingin dan netral." Tetapi selama bertahun-tahun, para astronom berada dalam kegelapan di luar itu. Sejarah Gelembung Lokal, bahkan ukurannya, tetap tidak diketahui.
Tidak lagi. Zucker dan timnya menjadi sejarawan yang tidak disengaja ketika, mulai mengerjakan proyek yang berbeda, mereka malah menemukan semacam kisah penciptaan dari lingkungan bintang lokal kita, dan memberikan konfirmasi kuat tentang asumsi bahwa supernova — ledakan bintang yang sekarat — menyebabkan kelahiran dari bintang lainnya. Ini terjadi ketika material yang meledak bergabung kembali di tempat lain karena gaya gravitasi.

Awal Gelembung

Apa yang ditemukan tim Zucker, menurut makalah mereka, adalah "bahwa hampir semua kompleks pembentuk bintang di sekitar matahari terletak di permukaan Gelembung Lokal dan bahwa bintang-bintang muda mereka menunjukkan ekspansi ke luar terutama tegak lurus dengan permukaan gelembung."
Dengan kata lain, bintang-bintang muda di lingkungan galaksi kita hampir semuanya disebabkan oleh gelombang kejut yang luas dari serangkaian supernova dan proses ledakan yang kemudian bergabung kembali untuk melahirkan matahari baru dan tata surya baru. Gelembung - yang sebenarnya berbentuk lebih seperti sepotong pipa yang memotong bidang Bima Sakti - tampaknya telah terbentuk 14 juta tahun yang lalu dari sekitar 15 supernova, dan pembentukan bintang yang dipicu yang masih terjadi sampai sekarang.
Supernova terakhir terjadi sekitar 2 juta tahun yang lalu, menurut penelitian Zucker - sebuah temuan yang cocok dengan deposisi besi kosmik yang dilaporkan sebelumnya di kerak bumi.
Zucker mempresentasikan pekerjaan timnya secara virtual minggu ini di pertemuan American Astronomical Society.
Zucker mengatakan kepada Astronomy bahwa meskipun ada "puluhan juta bintang 'tua' [yang berusia lebih dari 14 juta tahun] di dalam Gelembung Lokal," ada" ribuan bintang 'muda' ... di permukaannya yang telah dilahirkan oleh supernova."
Kebetulan Matahari dan tata surya kita saat ini berada di dalam gelembung ini. Menurut tim, Matahari berguling masuk ke dalam Gelembung Lokal sekitar 5 juta tahun yang lalu – tetapi kemungkinan besar ia berada di gelembung lain dimasa lalu.
"Pekerjaan ini berguna untuk memberikan konteks 'gambaran besar' untuk pembentukan bintang dan planet," kata Zucker. "Satu hal yang mungkin terlewatkan adalah bahwa penelitian ini benar-benar puncak gunung es. Gelembung Lokal hanyalah gelembung pertama yang sejarahnya telah kami petakan — ini yang paling mudah untuk dipahami terlebih dahulu, karena itu adalah gelembung tempat Matahari kita berada saat ini. Namun, kami memiliki petunjuk bahwa tidak hanya gelembung super tunggal, tetapi interaksi banyak gelembung super, mendorong pembentukan bintang muda di dekat Matahari kita."

https://youtu.be/HGZQ4SmDxcQ

Zucker membandingkan prosesnya dengan membajak salju. Jika satu atau lebih gelembung super "menimbun gas di wilayah ruang yang sama ... kita harus mendapatkan formasi bintang yang lebih banyak di permukaan yang berpotongan itu." Dan, pada kenyataannya, satu gelembung seperti itu, yang disebut Perseus-Taurus, sedang berinteraksi dengan Gelembung Lokal kita "di lokasi awan molekul Taurus" — rumah bagi cakram protoplanet yang diketahui.
Misi pemetaan bintang Gaia dari Badan Antariksa Eropa sangat penting dalam menyediakan data yang tepat yang diperlukan untuk menemukan pembentukan bintang dari Gelembung Lokal - apa yang disebut Zucker sebagai "kisah asal".
Untungnya, Anda tidak memerlukan akses ke data kelas atas untuk terhubung ke pekerjaan ini. "Dua gugus bintang yang menjadi tuan rumah supernova masih ada dan berusia sekitar 15 hingga 16 juta tahun," kata Zucker. "Mereka saat ini terletak di dekat tepi cangkang Gelembung Lokal." (Pada saat itu, supernova sedang berlangsung, kelompok-kelompok ini berada di tengah-tengah kejadian tersebut.)
Anda dapat mengarahkan teleskop ke daerah pembentuk bintang lokal tersebut. Satu di Taurus, yang lain di Ophiuchus, rumah Nebula Ophiuchus. Melihat ke area tersebut memberi Anda kesempatan untuk menjadi saksi sejarah dan kelanjutan kelahiran bintang di Gelembung Lokal kami.