Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

Tentang hasil tabrakan bintang neutron – ScienceDaily


Sebuah studi baru yang dipimpin oleh para ilmuwan GSI dan rekan internasional menyelidiki pembentukan lubang hitam dalam penggabungan bintang neutron. Simulasi komputer menunjukkan bahwa sifat materi nuklir padat memainkan peran penting, yang secara langsung menghubungkan peristiwa penggabungan astrofisika dengan eksperimen tabrakan ion berat di GSI dan FAIR. Properti ini akan dipelajari lebih tepatnya di fasilitas FAIR mendatang. Hasilnya sekarang telah dipublikasikan di Surat Review Fisik. Dengan penghargaan Hadiah Nobel Fisika 2020 untuk deskripsi teoritis lubang hitam dan untuk penemuan objek supermasif di pusat galaksi kita, topik tersebut saat ini juga mendapat banyak perhatian.

Tetapi dalam kondisi apa lubang hitam benar-benar terbentuk? Ini adalah pertanyaan sentral dari studi yang dipimpin oleh GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung di Darmstadt dalam kolaborasi internasional. Dengan menggunakan simulasi komputer, para ilmuwan memusatkan perhatian pada proses tertentu untuk membentuk lubang hitam, yaitu penggabungan dua bintang neutron (film simulasi).

Bintang neutron terdiri dari materi padat yang sangat padat. Massa satu setengah kali massa matahari hanya berukuran beberapa kilometer saja. Ini sesuai dengan kerapatan yang serupa atau bahkan lebih tinggi daripada di bagian dalam inti atom. Jika dua bintang neutron bergabung, materi tersebut juga dikompresi selama tumbukan. Hal ini membawa sisa penggabungan di tepi jurang untuk runtuh ke lubang hitam. Lubang hitam adalah benda paling padat di alam semesta, bahkan cahaya pun tidak bisa lepas, sehingga benda tersebut tidak bisa diamati secara langsung.

“Parameter kritisnya adalah massa total bintang-bintang neutron. Jika melebihi ambang tertentu, keruntuhan lubang hitam tidak dapat dihindari,” kata Dr. Andreas Bauswein dari departemen teori GSI. Namun, massa ambang pasti bergantung pada sifat-sifat materi nuklir yang sangat padat. Secara rinci sifat-sifat materi dengan kepadatan tinggi ini masih belum sepenuhnya dipahami, itulah sebabnya laboratorium penelitian seperti GSI bertabrakan dengan inti atom – seperti penggabungan bintang neutron tetapi dalam skala yang jauh lebih kecil. Faktanya, tabrakan ion berat menyebabkan kondisi yang sangat mirip dengan penggabungan bintang neutron. Berdasarkan perkembangan teoritis dan eksperimen ion berat fisik, dimungkinkan untuk menghitung model materi bintang neutron tertentu, yang disebut persamaan keadaan.

Dengan menggunakan banyak persamaan keadaan ini, studi baru menghitung massa ambang untuk pembentukan lubang hitam. Jika materi bintang neutron atau materi nuklir, masing-masing, mudah dikompresi – jika persamaan keadaannya “lunak” – penggabungan bintang neutron yang relatif ringan mengarah pada pembentukan lubang hitam. Jika materi nuklir “lebih kaku” dan kurang dapat dimampatkan, sisa-sisa itu distabilkan terhadap apa yang disebut keruntuhan gravitasi dan sisa-sisa bintang neutron berputar masif terbentuk dari tumbukan. Karenanya, massa ambang untuk keruntuhan itu sendiri menginformasikan tentang sifat-sifat materi dengan kepadatan tinggi. Studi baru mengungkapkan lebih jauh bahwa ambang batas untuk runtuh bahkan dapat menjelaskan apakah selama tumbukan nukleon larut menjadi konstituennya, quark.

“Kami sangat gembira dengan hasil ini karena kami berharap pengamatan di masa depan dapat mengungkap massa ambang” tambah Profesor Nikolaos Stergioulas dari departemen fisika Universitas Aristoteles Thessaloniki di Yunani. Beberapa tahun yang lalu, penggabungan bintang neutron diamati untuk pertama kalinya dengan mengukur gelombang gravitasi dari tabrakan. Teleskop juga menemukan “pasangan elektromagnetik” dan mendeteksi cahaya dari peristiwa penggabungan. Jika lubang hitam terbentuk secara langsung selama tumbukan, emisi optik dari penggabungan cukup redup. Dengan demikian, data observasi menunjukkan jika lubang hitam telah dibuat. Pada saat yang sama, sinyal gelombang gravitasi membawa informasi tentang massa total sistem. Semakin masif bintang, semakin kuat sinyal gelombang gravitasi, yang memungkinkan penentuan massa ambang.

Sementara detektor gelombang gravitasi dan teleskop menunggu penggabungan bintang neutron berikutnya, jalur di Darmstadt sedang disiapkan untuk mendapatkan pengetahuan yang lebih rinci. Fasilitas akselerator baru FAIR, yang saat ini sedang dibangun di GSI, akan menciptakan kondisi yang bahkan lebih mirip dengan yang ada di penggabungan bintang neutron. Akhirnya, hanya kombinasi observasi astronomi, simulasi komputer, dan eksperimen ion berat yang dapat menjawab pertanyaan tentang blok bangunan fundamental materi dan propertinya, dan dengan ini, mereka juga akan menjelaskan bagaimana keruntuhan black hole terjadi.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research GmbH. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize