1.2 Batasan Masalah
Batasan masalah yang penulis ajukan dalam tugas akhir ini adalah :
1. Bagaimana karakteristik termodinamika pada horizon peristiwa Lubang Hitam
yang muncul dari solusi Reissner-Nordstrom.
2. Dapatkah dilakukan klasifikasi Lubang Hitam sferis berdasarkan temperaturnya.
3. Bagaimana jika aspek supersimetri dimasukan dalam solusi Reissner- Nordstrom.
1.3 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang muncul dari penulisan tugas akhir ini adalah: 1.
Lubang hitam memancarkan termal. 2.
Lubang hitam memiliki sifat supersimetri.
1.4 Tujuan Penelitian
Mempelajari sifat termodinamika serta supersimetri Lubang Hitam yang
dihasilkan dari solusi Reissner-Nordstrom.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian dari tugas akhir ini adalah: 1.
Mengetahui karakteristik termal lubang hitam. 2.
Mengetahui sifat simetri lubang hitam.
Universitas Sumatera Utara
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan masing-masing bab adalah sebagai berikut:
1. BAB I
Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang masalah, permasalahan, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan tugas akhir.
2. BAB II
Tinjauan pustaka
Bab ini berisi teori yang mendasari penelitian.
3. BAB III
Metodologi Penelitian
Bab ini membahas tentang metode yang digunakan dan diagram alir penelitian.
4. BAB IV
Hasil dan pembahasan
Bab ini membahas tentang hasil penelitian dan menganalisis data yang diperoleh dari penelitian.
5. BAB V
Kesimpulan dan Saran
Menyimpulkan hasil-hasil yang didapat dari penelitian dan memberikan saran pada peneltian berikutnnya.
Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Lubang Hitam
Lubang hitam black hole adalah sebuah pemusatan massa yang cukup besar sehingga menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar. Gaya gravitasi yang sangat
besar ini mencegah apa pun lolos darinya kecuali melalui perilaku terowongan kuantum. Tak ada sesuatu, termasuk radiasi elektromagnetik yang dapat lolos dari
gravitasinya, bahkan cahaya hanya dapat masuk tetapi tidak dapat keluar atau melewatinya, dari sini diperoleh kata hitam. Istilah lubang hitam telah tersebar luas,
meskipun tidak menunjuk ke sebuah lubang dalam arti biasa, tetapi merupakan sebuah wilayah di angkasa di mana semua tidak dapat kembali. Secara teoritis, lubang hitam
dapat memiliki ukuran apa pun, dari mikroskopik sampai ke ukuran alam raya yang dapat diamati.
Gambar 2.1. Kelengkungan ruang di sekitar lubang hitam
Universitas Sumatera Utara
Lubang hitam merupakan fenomena alam yang paling eksotis ditemui dalam fisika saat ini. Sifat ruang-waktu dalam sebuah lubang hitam cukup membuat ilmu
lubang hitam tampak lebih seperti fiksi ilmiah. Bahkan lebih mengejutkan adalah koneksi fisika lubang hitam dengan termodinamika. Secara klasik lubang hitam
menjadi bintang mati sempurna, yaitu harus memiliki nol mutlak sebagai temperatur fisik. Tapi itu tidak begitu sejak Hawking telah menemukan penemuan yang
mengejutkan bahwa lubang hitam memancarkan termal sedangkan Bekenstein menyarankan bahwa ada entropi terkait dengan lubang hitam, yaitu entropi lubang
hitam. Namun, lubang hitam memiliki entropi yang pertama muncul dari kesadaran bahwa dalam horizon peristiwa luas permukaan cenderung luar biasa untuk meningkat
ketika mengalami transformasi apapun diperhatikan oleh Floyd dan Penrose dan kemudian didukung oleh Christodoulou. Hawking adalah orang pertama yang
memberikan bukti umum bahwa luas permukaan dari lubang hitam tidak dapat menurun dalam setiap proses dan selain itu ia menunjukkan bahwa ketika dua lubang
hitam menyatu, area lubang hitam yang dihasilkan tidak bisa lebih kecil daripada jumlah daerah awal. Hal ini mengingatkan kita pada hukum kedua termodinamika
biasa yang menyatakan bahwa perubahan dari suatu sistem termodinamika tertutup berlangsung di arah peningkatan entropi. Secara historis, fisikawan tidak yakin
tentang validitas termodinamika lubang hitam sebelum radiasi Hawking ditemukan.
Lubang hitam dengan segala karakteristiknya seperti yang telah dijelaskan di atas merupakan hal yang tidak biasa ditemui dalam kerangka makroskopik kehidupan
manusia sehari-hari, sehingga pada awal mulanya teori yang berdasarkan observasi ini tidak begitu menarik untuk dibahas. Akan tetapi, hal tersebut berubah setelah
berkembangnya ilmu fisika modern, khususnya perkembangan teori relativitas yang membahas mengenai ruang dan waktu.
Kebanyakan orang berpikir tentang lubang hitam sebagai sebuah wilayah dimana semua yang ada disekitarnya akan masuk ke dalam dan tidak akan kembali
lagi.Tapi hal tersebut tidak sepenuhnya benar. Sebuah lubang hitam adalah tempat di mana terdapat gravitasi yang sangat kuat sehingga kecepatannya lebih cepat daripada
kecepatan cahaya.
Universitas Sumatera Utara
Pada relativitas umum, horizon peristiwa adalah perbatasan dalam ruang- waktu, suatu daerah disekitar lubang hitam, yang di dalamnya peristiwa-peristiwa
tidak dapat mempengaruhi 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 nampak diam ditempat, dengan citranya menjadi lebih bergeser ke arah merah seiring berjalannya waktu. Wospakrik,
H. J., 1987
Lubang hitam dipahami sebagai suatu kawasan yang tidak memiliki kemungkinan untuk berkomunikasi dengan kawasan di luarnya. Batas kawasan ini
dikenal sebagai horizon peristiwa. Lubang hitam adalah perwujudan dari singularitas.
Gambar 2.2. Diagram ruang-waktu
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.
Universitas Sumatera Utara
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 diluarnya peristiwa-peristiwa tidak dapat diamati.
Contohnya, ini terjadi dengan partikel dipercepat secara seragam. Diagram ruang-waktu situasi ini ditunjukkan pada gambar 2.2. Saat partikel itu mengalami
percepatan, ia mendekati, namun tidak pernah mencapai, kecepatan cahaya 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, nampaknya merupakan perbatasan di baliknya dari mana tak satu
sinyalpun yang dapat lolos sebuah horizon peristiwa. Russel, B., 1960
2.2 Persamaan Medan Einstein
Kategori