Horizon peristiwa: Perbedaan antara revisi

{{relativitas umum|expanded=fenomena}}

Pada [[relativitas umum]], '''horizonufuk peristiwa''' ({{lang-en|event horizon}}) adalah perbatasan dalam [[ruang-waktu]], suatu daerah disekitar [[lubang hitam]], yang di dalamnya peristiwa-peristiwa tidak dapat memengaruhi pengamat yang berada di luar. Cahaya yang dipancarkan dari dalam horizon peristiwa tidak akan pernah bisa mencapai pengamat , dan apapun yang melewati horizon peristiwa dari sisi pengamat nampaktampak diam ditempatdi tempat, dengan citranya menjadi lebih bergeser ke arah merah seiring berjalannya waktu.

== HorizonUfuk peristiwa adalah sebuah lubang hitam ==

radiasiRadiasi yang dapat lolos dari [[medan gravitasi]]nya. Ini kadang dideskripsikan sebagai perbatasan yang didalamnyadi dalamnya [[kecepatan lepas|kecepatan lolos]] dari lubang hitam lebih besar daripada [[kecepatan cahaya]]. Deskripsi alternatif adalah bahwa di dalam horizon ini semua jalur [[bak-cahaya]] (jalur-jalur yang dapat dilintasi cahaya), karenanya semua jalur di [[kerucut cahaya]] muka dari partikel di dalam lubang hitam, dilengkungkan untuk jatuh lebih jauh ke dalam lubang hitam. Begitu partikel berada di dalam horizon tersebut, bergerak ke dalam lubang tersebut tidak bisa dihindari seperti halnya bergerak maju dalam waktu (dan sebenarnya dapat dipikirkan sebagai sepadan dengan melakukannya, tergantung pada [[sistem koordinat]] ruang-waktu yang digunakan.

Permukaan pada [[jari-jari Schwarzschild]] bertindak sebagai horizon peristiwa pada benda tidak berotasi yang pas dalam jari-jari ini. (Sebuah lubang hitam yang berotasi bekerja agak berbeda.) Jari-jari Schwarzschild suatu objek sebanding dengan massa. Untuk massa [[matahari]] sekitar 3  km, dan untuk [[bumi]] sekitar 9  mm. Untuk lubang hitam yang terbentuk dari runtuhnya sebuah bintang (yang massanya di atas [[batas Chandrasekhar]]) batas bawahnya sekitar 4  km.

Horizon peristiwa dari lubang hitam patut diperhatikan terutama untuk tiga alasan. Pertama, ada banyak contoh yang cukup dekat untuk dipelajari. Kedua, lubang hitam cenderung menarik ke dalam materi dari lingkungannya, yang memberi contoh dimanadi mana materi yang hampir melalui suatu horizon peristiwa diharapkan dapat diamati. Ketiga, deskripsi lubang hitam yang diberikan oleh relativitas umum diketahui sebagai perkiraan, dan diharapkan bahwa efek [[gravitasi kuantum]] menjadi berarti di daerah dekat horizon peristiwa. Ini memungkinkan pengamatan materi di sekitar horizon peristiwa lubang hitam digunakan untuk secara tidak langsung mempelajari [[relativitas umum]] dan mengusulkan pengembangan padanya

Definisi "horizon peristiwa" oleh Hawking & Ellis,<ref>{{cite book | title=The large scale structure of space-time | author=S. W. Hawking and G. F. R. Ellis | publisher=Cambridge University Press | year=1975}}</ref> Misner, Thorne & Wheeler,<ref>{{cite book | author=Thorne, Kip S.; Misner, Charles; Wheeler, John | title=Gravitation | publisher=W. H. Freeman and Company | year=1973}}</ref> and Wald<ref>{{cite book | author=Wald, Robert M. | title=General Relativity | url=https://archive.org/details/generalrelativit0000wald|location=Chicago | publisher=University of Chicago Press | year = 1984}}

</ref> berbeda dengan yang ada disini. Definisi mereka mengesampingkan horizon kosmologis dan horizon partikel yang diberikan di bawah (begitu juga [[horizon tampak]]). Namun demikian, penggunaan modern telah membawa gagasan itu dibawah payung istilah "event horizon". (Lihat, contohnya,<ref>{{cite book | title=Cosmological Physics | url=https://archive.org/details/cosmologicalphys0000peac|author=J. A. Peacock | publisher=Cambridge University Press | year=1999}}</ref>.) Untuk membuat perbedaaan ini lebih jelas, beberapa pengarang merujuk pada ide yang lebih khusus dari horizon sebagai "[[horizon absolut]]". Dalam konteks lubang hitam, ''horizon peristiwa'' hampir selalu merujuk pada horizon absolut, sebagai berbeda dari ''horizon tampak''.

== HorizonUfuk peristiwa dari alam semesta teramati ==

[[Horizon partikel]] dari [[alam semesta teramati]] adalah perbatasan yang merepresentasikan jarak maksimum dimanadi mana peristiwa-peristiwa dapat diamati '' saat ini''. Untuk peristiwa-peristiwa di luar jarak itu, cahaya tidak memiliki waktu untuk mencapai tempat kita berada, bahkan jika ia dipancarkan pada waktu alam semesta dimulai. Cara horizon partikel berubah seiring berjalannya waktu tergantung pada sifat berkembangnya alam semesta. Jika mengembangnya alam semesta tersebut memiliki ciri tertentu, ada bagian alam semesta yang tidak pernah dapat diamati, selama apapun pengamat menunggu cahaya datang dari tempat tersebut. Perbatasan dimanadi mana waktu sebelumnya peristiwa-peristiwa tidak akan pernah diamati adalah horizon peristiwa, dan ia menyatakan jarak terjauh dari horizon partikel.

Pada persamaan ini, ''a'' adalah faktor skala, ''c'' adalah [[kecepatan cahaya]], dan ''t₀'' adalah [[umur alam semesta]]. Jika <math>d_E \rightarrow \infty</math>, (yaitu sembarang menunjuk sejauh yang dapat diamati), maka horizon peristiwa tidak ada. Jika <math>d_E \neq \infty</math>, suatu horizon ada.

== HorizonUfuk peristiwa sebuah partikel yang dipercepat ==

[[Berkas:Event-horizon-particle.svg|rightka|thumbjmpl|Diagram ruang-waktu yang menunjukkan suatu partikel yang dipercepat, '''P''', dan suatu peristiwa '''E''' yang ada di luar horizon peristiwa partikel tersebut. [[Kerucut cahaya]] muka dari peristiwa tersebut tidak pernah berpotongan dengan [[garis dunia]] partikel itu.]]

Jika suatu partikel bergerak dengan kecepatan tetap dalam alam semesta tak mengembang yang bebas dari medan gravitasi, peristiwa apapun yang terjadi dalam alam semesta itu akhirnya akan teramati oleh partikel tersebut, karena [[kerucut cahaya]] muka dari peristiwa-peristiwa ini berpotongan dengan [[garis dunia]] partikel itu. Di pihak lain, jika partikel tersebut dipercepat, pada beberapa situasi kerucut cahaya dari beberapa peristiwa tidak pernah memotong garis dunia partikel itu. Dalam keadaan ini, horizon peristiwa ada pada kerangka acuan (yang dipercepat) dari partikel tersebut, mewakili perbatasan yang diluarnyadi luarnya peristiwa-peristiwa tidak dapat diamati.

Contohnya, ini terjadi dengan partikel dipercepat secara seragam. Diagram ruang-waktu situasi ini ditunjukkan pada gambar di sebelah kanan. Saat partikel itu mengalami percepatan, ia mendekati, namun tidak pernah mencapai, kecepatan cahanya mengacu pada kerangka acuan asalnya. Pada diagram ruang-waktu, jalurnya adalah [[hiperbola]], yang mendekati secara [[asimtot]] suatu garis 45 derajat (jalur dari berkas cahaya). Suatu peristiwa yang tepian kerucut cahayanya merupakan asimtot ini atau lebih jauh dari asimtot ini tidak akan pernah teramati oleh partikel yang dipercepat itu. Pada kerangka acuan partikel itu, nampaknyatampaknya merupakan perbatasan di baliknya dari mana tak satu sinyalpun yang dapat lolos (sebuah horizon peristiwa).

Sementara perkiraan dari macam situasi ini dapat terjadi di dunia nyata {{Fact|date=Februari 2008}} (contohnya pada [[akselerator partikel]], suatu horizon peristiwa yang sebenarnya tidak pernah ada, karena partikel itu harus dipercepat secara tak terbatas (memerlukan [[energi dalam]] jumlah besar berapapun dan peralatan yang besarnya berapapun).

== Berinteraksi dengan horizonufuk peristiwa ==

Kesalahpengertian tentang horizon peristiwa, terutama horizon peristiwa [[lubang hitam]], adalah bahwa mereka merepresentasikan permukaan tak dapat berubah yang menghancurkan benda apapun yang mendekatinya. Pada kenyataannya, semua horizon peristiwa nampaktampak memiliki jarak tertentu dari pengamat , dan benda yang dikirim ke suatu horizon peristiwa tidak pernah tampak menyeberanginya dari sudut pandang pengamat yang mengirim benda tersebut (karena [[kerucut cahaya]] peristiwa yang melewati horizon tidak pernah berpotongan dengan [[garis dunia]] pengamat). Mencoba membuat sebuah benda yang mendekati horizon tersebut tetap diam di tempat dari pengamat memerlukan gaya yang besarnya menjadi tak terbatas (menjadi tak terhingga) dengan semakin dekatnya benda tersebut.

Untuk horizon peristiwa yang dilihat oleh pengamat yang mengalami percepatan seragam di ruang kosong, horizon tersebut nampaktampak berada pada jarak tetap dari pengamat tersebut bagaimanapun lingkungannya bergerak. Mengubah-ubah percepatan pengamat tersebut dapat menyebabkan horizon itu nampaktampak bergerak dengan berjalannya waktu, atau dapat menghalangi adanya horizon peristiwperistiwa, tergantung fungsi percepatan yang dipilih. Perngamat itu tidak pernah menyentuh horizon tersebut, dan tidak pernah melalui tempat horizon tersebut tampak berada.

Untuk horizon yang dilihat oleh penghuni [[alam semesta De Sitter]], horizon tersebut selalu nampaktampak pada jarak tetap dari pengamat [[kerangka acuan inersial|tak-dipercepat]]. Ia tidak pernah berkontraksi, bahkan oleh pengamat yang mengalami percepatan.

Untuk horizon di sekitar lubang hitam, pengamat yang diam dari suatu benda jauh semuanya akan setuju tentang tempat horizon tersebut berada. Sementarahal ini nampaktampak memungkinkan seorang pengamat menuruni lubang tersebut pada sebuah tali untuk kontak dengan horizon tersebut, pada kenyataannya hal tersebut tidak bisa dilakukan. Jika pengamat tersebut turun sangat lambat, maka, dari kerangka acuan pengamat itu, horizon tersebut tampak sangat jauh, lebih banyak tali yang diperlukan untuk mencapai horizon itu. Jika pengamat tersebut didahului turun oleh pengamat lain dengan cepat, maka pengamat pertama, dan beberapa tali dapat menyentuh bahkan menyeberangi horizon peristiwa (pengamat kedua) itu. Jika tali tersebut diikat erat pada ikan yang dikeluarkan pengamat itu, maka gaya sepanjang tali meningkat tanpa batas dengan mendekatnya mereka pada horizon itu, dan pada satu titik tali tersebut pasti putus. Lebih jauh lagi, putusnya tali itu pasti terjadi tidak pada horizon peristiwa tersebut, tetapi pada titik dimanadi mana pengamat kedua dapat mengamatinya.

Keanehan ini hanya terjadi karena anggapan bahwa pengamat tersebut diam ditempatdi tempat dari beberapa pengamat lain yang jauh. Pengamat yang jatuh ke lubang itu bergerak dari pengamat jauh, dan maka melihat horizon itu berada di lokasi lain, kelihatan menjauh di depan mereka hingga mereka tidak pernah kontak dengannya. [[Gaya pasang-surut]] yang meningkat (dan tumbukan akhir dengan [[singularitas gravitasi]] lubang hitam itu) adalah satu-satunya efek yang dirasakan di tempat tersebut. Sementara hal ini nampaktampak membolehkan pengamat yang jatuh mengirim informasi dari benda di luar horizon yang mereka lihat, kenyataannya horizon tersebut menjauh dalam jumlah cukup kecil hingga pada waktu pengamat yang jatuh itu menerima sinyal dari tempat jauh ke dalam lubang itu, mereka sudah menyeberangi apa yang dilihat oleh pengamat yang jauh sebagai horizon, dan peristiwa peneriman ini (dan pemancaran ulang) tidak bisa dilihat oleh pengamat jauh.

Deskripsi horizon peristiwa yang diberikan [[relativitas umum]] dianggap tidak lengkap. Saat kondisi dimanadi mana horizon peristiwa muncul dimodelkan menggunakan gambar yang lebih lengkap dari cara alam semesta bekerja, yang memasukkan relativitas dan [[mekanika kuantum]], horizon peristiwa diharapkan mempunyai sifat-sifat yang berbeda dengan yang diperkirakan hanya dengan relativias umum.

Sekarang, diharapkan bahwa dampak utama dari efek kuantum adalah horizon peristiwa memiliki [[suhu]] dan karenanya memancarkan radiasi. Untuk [[lubang hitam]], ini menyatakan [[radiasi Hawking]], dan pertanyaan lebih besar tentang cara lubang hitam memiliki suhu merupakan bagian dari topik [[termodinamika lubang hitam]]. Untuk partikel dipercepat, ini menyatakan [[efek Unruh]], yang menyebabkan ruang di sekitar partikel itu nampaktampak diisi dengan materi dan radiasi.

* {{cite book | title=Black Holes and Time Warps | author=Kip Thorne | publisher=W. W. Norton | year=1994}}