Effisiensi Energi dari Black Hole

Menurut persamaan yang sangat terkenal dari Einstein, E = mc².

Photo via Google

Dari persamaan diatas, 1 kg massa dapat memberikan 9 × 10 ^ 16 joule energi. Bayangkan betapa banyak energy yang kita dapatkan hanya dari 1 kg masa foton saja. Dan sekitar 5 kg massa sudah cukup untuk menerangi seluruh negara seperti Spanyol selama setahun.

Namun Masalahnya, ketika kita harus mengubah 100% massa menjadi energi. Cara terbaik untuk mengekstrak energi adalah penghancuran antimateri materi (antimatter annihilation).

tetapi, antimateri sangat jarang di alam semesta dan memiliki biaya yang sangat tinggi. Jadi, mari kita ambil dengan cara yang lain untuk mengekstrak energinya, ada tiga cara :

• Reaksi Kimia
• Reaksi Nuklir  
• Gravitasi.

1. Reaksi kimia: Dalam reaksi kimia seperti membakar bahan bakar, ia memiliki efisiensi sekitar 0,000000001% konversi massa menjadi energi. Efisiensi sekecil Itu sangat buruk. kita membutuhkan 10 miliar kg bahan bakar dalam metode ini untuk menerangi suatu negara selama setahun.
2. Reaksi Nuklir: a) fisi: dalam fisi uranium menjadi Krypton & berilium, kita dapat memperoleh 0,08% massa yang diubah menjadi energi, itu berarti hanya 600 kg massa yang dapat menerangi suatu negara selama setahun dengan metode ini. b) fusi: Penggabungan hidrogen menjadi helium, itulah yang dilakukan matahari kita, memiliki efisiensi sekitar 0,7% massa yang diubah menjadi energi.
3. Gravitasi: Jadi, bagaimana gravitasi mengubah massa menjadi energi, biarkan asteroid masuk ke orbit bumi, ia mempercepat, meningkatkan energi kinetiknya, memanaskan & membakar, mengubah massa itu menjadi energi. Efisiensi gravitasi bumi adalah sekitar 0,000001% massa menjadi energi, yang agak mirip dengan reaksi kimia.

Tapi Bagaimana dengan Black Hole? Yang memiliki massa begitu massifnya.

1. Untuk black hole yang tidak berputar: black hole yang tidak berputar memiliki disk akresi sekitar 3 kali lebih besar dari horizon peristiwa, jadi itu artinya horizon peristiwa jauh dari massa yang harus kita konversi menjadi energi, itu sebabnya efisiensi lubang hitam yang tidak berputar adalah sekitar 6% percakapan massa menjadi energi. Itu berarti hanya 80 kg massa dapat menerangi negara selama setahun.
2. Untuk memutar lubang hitam: Lubang hitam berputar memiliki piringan akresi sekitar setengah kali lebih besar dari horizon peristiwa, itu sebabnya sebuah massa dapat melakukan perjalanan perlahan-lahan menjadi energi. Memiliki efisiensi sekitar 42% massa menjadi energi. Itu berarti hanya 10 kg bahan bakar yang cukup untuk satu tahun.

Jadi lain kali ketika Anda menginginkan energi dari massa, jangan bakar itu, buang saja ke dalam lubang hitam.

Apakah mungkin teori Big Bang salah dan ada teori alternatif lain?

Big Bang merupakan teori fisika dan tentu saja mungkin jika teori fisika salah.

Yang perlu di ingat pertama kali adalah Sains bukan agama. Meskipun fisikawan mencari kebenaran (pemahaman tentang Alam), fisikawan tidak mengklaim atau mengetahui bahwa kebenaran itu absolut. Tentu saja, beberapa teori yang diuji lebih baik daripada yang lain dan bisa di implementasikan dalam kehidupan sehari-hari, tetapi pada akhirnya, mengingat bahwa fisikawan hanya bisa melakukan sejumlah pengamatan terbatas, pengecualian selalu mungkin dan tidak diperhitungkan oleh teori yang sudah ada.

Photo via Google

Sebagai contoh, fisikawan telah mengetahui sejak awal peradaban bahwa Matahari terbit setiap hari di sebagian besar dunia. Seiring waktu, pemahaman fisikawan tentang mengapa hal ini menjadi semakin canggih, tetapi jika teori ilmiah sederhana fisikawan adalah bahwa "Matahari terbit setiap hari," ia dapat diuji dan diuji lagi, dan dalam beberapa juta hari sejak manusia pertama kali mulai untuk membangun permukiman dan menemukan bentuk-bentuk primitif dari pencatatan, Matahari tidak pernah mengecewakan fisikawan sekali pun. Jadi fisikawan bisa yakin bahwa matahari itu akan naik lagi besok.

Tetapi bagaimana jika tidak? Bagaimana jika ada efek aneh yang sampai sekarang tidak diketahui dalam fisika yang akan memanifestasikan dirinya besok dan Matahari tidak akan terbit? Sangat tidak mungkin, pasti, tetapi bisakah fisikawan mengecualikannya dengan kepastian absolut? Tidak, fisikawan tidak bisa. Dan itu terjadi, fisikawan harus kembali ke papan gambar dan memodifikasi teori fisika: "Matahari terbit setiap hari kecuali pada hari-hari ketika kondisi ___ berlaku" (isi bagian yang kosong.)

Apa yang fisikawan sebut "Big Bang" adalah tubuh fisika yang menggunakan pengamatan astronomi masa kini dan hukum fisika dasar yang diketahui (gravitasi, fisika partikel, termodinamika, dll.) Untuk meramalkan kemungkinan mundur dan mencari tahu seperti apa alam semesta di masa lalu yang jauh. Kecuali jika pemahaman fisikawan tentang fisika dasar benar-benar tidak aktif, fisikawan dapat yakin bahwa di masa lalu yang jauh, Alam Semesta panas dan padat dan telah berkembang dan mendingin sejak saat itu. (Inilah yang sebenarnya dimaksud dengan "Big Bang". "Atom purba" atau "singularitas awal" yang mungkin Anda baca bagus, tetapi ahli kosmologi fisik tahu bahwa fisikawan tidak dapat benar-benar kembali sejauh itu; teori fisika tidak cukup baik. Fisikawan dapat menyimpulkan apa yang terjadi setelah picosecond (10^-12) pertama atau lebih dari peristiwa awal ini, tetapi fisikawan tidak tahu apa yang terjadi dalam picosecond pertama itu atau memang, apakah itu picosecond atau keabadian.)

Tetapi untuk rincian spesifik dari model, seperti rasio materi normal vs "gelap", kontribusi konstanta kosmologis alias energi gelap (Dark Energy), nilai kelengkungan spasial dan lain-lain. Hampir pasti bahwa fisikawan belum memiliki perinciannya dengan tepat. Fakta bahwa fisikawan belum dapat menemukan bukti pengamatan materi gelap (Dark Matter), ketegangan antara berbagai perkiraan tingkat ekspansi, dan masalah serupa adalah petunjuk kuat bahwa fisikawan belum memiliki gambaran lengkap.

Jadi walaupun tidak mungkin bahwa model Big Bang (maksudnya, alam semesta yang mengembang dengan masa lalu yang panas dan padat) sangat keliru, pemahaman fisikawan masih jauh untuk menyangkut fitur-fitur terperinci.

Apa itu Dark Matter ?

Apa itu Dark Matter ?

Saya akan memberitahu bagaimana memahami Dark Matter bahkan bagi orang awam sekalipun.

Photo via Google

Galaksi tempat kita hidup sekarang ini, atau mungkin kita sebut saja alam semesta. Alam semesta ini merupakan kumpulan dari milaran bintang yang tersusun secara baik dan benar dan disatukan oleh interaksi gaya gravitasi antar bintang tersebut.

Seperti yang kita tahu, galaksi itu berputar. Dan perputaran galaksi sangatlah cepat. Apakah mungkin kita menghitung gaya gravitasi dengan cara yang sederhana seperti menggunakan hukum gravitasi newton. Bisa tapi susah. Ketika kita menghitung berapa besar gaya gravitasi di galaksi ini mengingat informasi yang kita tahu tenang gravitasi itu sangatlah terbatas, menghitungnya jelas tidak akan mudah. Hukum Newton tentang gravitasi menyatakan bahwa tidak ada gaya gravitasi yang cukup kuat untuk menahan atau membuat galaksi tetap seimbang. Galaksi pasti sudah terpecah belah dan berhamburan.

Namun kenyataanya galaksi tetap stabil sampai sekarang.

Kecuali kita telah memahami semuanya dengan cara yang salah. Namun dari sini dapat ditarik kesimpulan bahwa ada dua alasan mengapa galaksi bisa tetap menjadi stabil. antara kita salah memahami konsep gaya gravitasi Newton, atau ada materi di galaxy yang tidak bisa dilihat oleh mata.

Fisikawan sangat enggan untuk menyimpulkan bahwa mereka salah memahami hukum gravitasi, karena ia bekerja dengan sangat baik dalam penerapannya. Karena itu, kemungkinan besar kemungkinannya adalah ada materi atau ssesuatu yang tidak bisa kita lihat.

Fisikawan menyebut benda ini "Dark Matter" (Dark (gelap), karena kita tidak bisa melihatnya; tetapi itu benar-benar harus disebut materi tak kasat mata atau transparan, karena ia juga tidak persis membayangi, ia tidak memiliki efek pada cahaya apa pun.) Dan fisikawan terus mencarinya, dan para ahli teori terus-menerus menemukan teori-teori baru tentang apa sebenarnya Dark Matter ini.

Sejauh ini, fisikawan belum dapat menetapkan keberadaan materi Dark Matter secara independen dari gravitasinya. Jadi pintu masih terbuka untuk teori alternatif, teori gravitasi yang dimodifikasi. Di sisi lain, kebetulan bahwa anggapan keberadaan Dark Matter juga meningkatkan model matematika kita dari kosmos secara keseluruhan. Itu adalah poin kuat yang mendukung gagasan Dark Matter.

Tetapi para ahli tidak akan tahu sampai dan kecuali mereka memiliki bukti pengamatan langsung atau, sebagai alternatif, sampai mereka memiliki teori gravitasi yang dimodifikasi yang meyakinkan, dikonfirmasi melalui prediksi yang dapat diuji.