Lubang Hitam: Sebuah Contoh Peluang Kontr ibusi FTI S-UNPAR Dalam Sains Fundamental
Dr. Haryanto M. Siahaan Jurusan Fisika Fakultas Teknologi Informasi dan Sains Universitas Katolik Parahyangan
“'God does not play dice.'” Albert Einstein “Einstein, stop telling God what to do .” Niels Bohr “Not only does God definitely play dice, but He sometimes confuses us by throwing them where they can't be seen.” Stephen Hawking
1. Pendahuluan Tiga Kutipan di atas m erupakan pernyataan dari tiga ilm uwan besar di abad dua puluh, Einstein, Bohr, dan Hawking [1,2]. Dua kutipan pertam a m ewakili diskusi hangat antara Einstein dan Bohr terkait prinsip determ inistik dan probabilistik alam sem esta, dan kutipan terakhir terkait sebuah paradoks yang dilontarkan Hawking m engenai lubang hitam yang akan saya bahas dalam orasi ini. Objek yang akan saya bahas dalam orasio dies ini, yakni lubang hitam , terinspirasi dari penayangan dua buah film layar lebar produksi Hollywood tahun lalu, yakni Interstellar dan The Theory of Everything , yang ternyata m endapat tanggapan cukup baik dari m asyarakat. Film pertam a m enceritakan m isi perjalanan sekelom pok m anusia ke sebuah tem pat yang sangat jauh, yang m ana dalam perjalanan tersebut m ereka m enjumpai lubang hitam dan harus m em pelajari beberapa aspek fisis dari lubang hitam tersebut. Sem entara film yang kedua m enceritakan tentang seorang im uwan c em erlang penderita Am yotrophic Lateral Sclerosis (ALS), bernam a Stephen Hawking, yang bertanggung jawab terhadap beberapa pem ahaman penting tentang lubang hitam . Saya cukup yakin, bahwa tidak sedikit hadirin di ruangan ini yang penasaran dengan objek yang dinamakan lubang hitam ini. Oleh karena itu, sebelum m enyam paikan beberapa hal yang m ungkin dapat m enjadi peluang kontribusi FTIS-UNPAR untuk sains fundam ental terkait lubang hitam , ijinkan saya untuk m emaparkan secara sederhana apa itu lubang hitam , dan dari sudut pandang apa dalam fisika kita bisa m em aham inya. Sederhana dalam arti saya berusaha tidak m enggunakan persam aan dalam eksposisi yang akan saya berikan.
2. Gravitasi Dalam kehidupan sehari-hari, kita m erasakan gravitasi bekerja dalam banyak fenom ena yang kita alam i. Gravitasi m enjelaskan kenapa kita sekarang bisa duduk tenang, bukannya m elayang, atau kenapa air hujan jatuh ke perm ukaan bum i, bukannya m engapung di udara. Gravitasi jugalah yang bertanggung jawab untuk terbitnya matahari di pagi hari dan tenggelam kala senja tiba. Pada dasarnya tiap benda yang bermassa akan saling tarik m enarik, dan m enurut Newton itu dikarenakan tiap benda ber m assa m engalami gaya gravitasi. Sem akin dekat jarak antar benda, atau sem akin besar massa benda, m aka sem akin besar juga gaya tarikan gravitasinya. Misalnya ini dapat m enjelaskan m engapa bulan selalu m engitari bum i, bukannya justru jatuh di permukaan m atah ari, m eskipun m assa m atahari jauh lebih besar dibandingkan dengan m assa bum i. Bukan hanya dapat m enjelaskan fenom ena gravitasi yang biasa kita alami sehari-hari, salah satu kesuksesan dramatis teori gravitasi Newton adalah prediksi keberadaan Neptunus sebagai planet kedelapan terjauh dari m atahari oleh m atem atikawan Prancis, Le Verrier [3]. Berdasarkan teori gravitasi Newton, posisi pasti Neptunus bisa dihitung berdasarkan anom ali data lintasan planet Uranus. Nam un demikian, keberhasilan teori gravitasi New ton dalam m enjelaskan gerakan benda langit sedikit terusik, dengan ditem ukannya anom ali pada penelitian presisi lintasan planet Merkurius [3]. Ditem ukan bahwa gerakan planet Merkurius tidak taat terhadap teori Newton , yakni adanya perbedaan lintasan berdasarkan prediksi teori Newton dan data pengam atan . Dalam selang beberapa dekade hal ini dianggap sebagai kesalahan pengukuran. Hingga akhirnya Einstein m em perkenalkan teori relativitas um um nya. Dalam teori Einstein, gravitasi dipandang sebagai konsekuensi ruang waktu yang m elengkung akibat kehadiran m assa dan atau energi, serta tidak ada konsep gaya sam a sekali. Lintasan benda disekitar sebuah objek berm assa, apakah benda tersebut akan tertarik ke objek atau bergerak m engitarinya, bergantung kepada kelengkungan ruang disekitar objek berm assa tersebut dan kondisi awal gerakan benda. Sem akin besar m assa yang hadir dalam sebuah ruang, sem akin besar kelengkungan yang disebabkannya, dan sem akin kuat tarikan m assa tersebut kepada objek lain yang berada di sekitarnya. Inilah cara pandang m odern tentang gravitasi yang dipakai hingga saat ini dan telah teruji oleh serangkaian uji coba eksperim en.
3. Mekanika kuantum Mekanika adalah cabang ilm u fisika yang m em pelajari apa yang terjadi pada benda jika padanya diberikan gaya atau m engalam i perpindahan, dan juga apa dam pak yang ditim bulkan oleh pergerakan benda tersebut kepada lingkungannya. Kem bali lagi buah pikiran Newton yang akhirnya m emberikan kita gam baran yang cukup lengkap dalam m enjelaskan m ekanika benda -benda kasat mata disekitar kita. Newton m em perkenalkan tiga huku m m ekanikanya yang termashyur, yang digunakan secara luas terutam a dalam rekayasa teknik. Mulai dari pem bangunan gedung, jem batan, kendaraan berm otor, m ainan, hingga pesawat terbang dapat dibangun atau dirakit berdasarkan hukum gerak Newton. Namun dem ikian, ternyata tidak sem ua gerakan dapat dijelaskan dengan hukum ini.
Diawal abad ke dua puluh, Niels Bohr m enjelaskan kestabilan atom Hidrogen dengan m enggunakan sebuah m odel atom yang dibangunnya. D alam m odel tersebut, ia harus m em asukkan sebuah aturan dim ana elektron m engitari inti atom pada orbit tertentu dan m om entum sudut pada orbit ini bersifat diskrit. Bohr harus m em asukkan aturan ini, dikarenakan hukum Newton gagal m enjelaskan kestabilan orbit elektron dalam atom . Misalnya untuk atom Hidrogen yang hanya terdiri dari satu proton dan satu elektron yang m engelilinginya, berdasarkan hukum gerak Newton seharusnya elektron tidak dapat m em iliki orbit yang stabil karena ia akan "jatuh" ke inti yaitu pr oton. Nam un faktanya, elektron dalam atom hidrogen m emiliki orbit yang stabil. Dari hal ini kita dapat m elihat sebuah contoh lim itasi hukum gerak Newton untuk benda-benda tak kasat mata alias berukuran sangat kecil. Dalam perkem bangannya, revolusi yang dilakukan Bohr dalam m enjelaskan perilaku atom m erupakan bagian dari langkah awal sebuah usaha pencarian teori baru hingga lahirnya sebuah kerangka berpikir yang dapat diterim a untuk m enjelaskan fenom ena fisis dalam skala mikroskopik yang dinamakan dengan m ekanika kuantum . Perhitungan dalam m ekanika kuantum dengan m enggunakan persam aan dinam ika di dalam nya m em berikan hasil yang bersifat probabilistik, misalnya berapa persen peluang sebuah peristiwa untuk terjadi atau berapa persen kem ungkinan m enem ukan sebuah partikel pada posisi tertentu jika dilakukan suatu pengukuran. Hal ini sangat jauh berbeda dengan m ekanika klasik berdasarkan hukum Newton yang bersifat deterministik, artinya prediksi pasti sebuah kejadian bisa didapatkan asalkan kondisi awalnya dengan lengkap dapat diketahui. Sifat probabilistik dalam m ekanika kuantum inilah yang selalu m engusik Einstein hingga akhir hayatnya , karena ia percaya bahwa setiap proses di alam ini dapat dianalisis secara determ inistik. Hingga saat ini, perdebatan ilmiah antara paham probabilistik dan determ inistik m asih terjadi, dan m asing -masing pihak m em iliki argum ennya sendiri-sendiri. Terlepas dari perseteruan filosofis terkait dua pandangan ini, ditem ukan bahwa hari ini m ekanika kuantum telah m em bawa kita ke zam an bertekno logi canggih. Komputer, LCD, dan berbagai gadget canggih yang kita m iliki saat ini, sem ua diciptakan dengan m em anfaatkan prinsip dan perhitungan dalam teori kuantum . Meskipun dem ikian, agak naif m em ang, walau telah banyak pencapaian teknologi yang m enggunakan teori kuantum saat ini, saya m asih m erasa bahwa ungkapan seorang pem enang hadiah Nobel fisika tahun 1965 dan salah satu kontributor dalam fisika kuantum bernama Richard Feynm an, “I think I can safely say that nobody understands quantum m echanics”, m asih relevan hingga sekarang. Tentu ini juga berarti bahwa pencarian kebenaran final dalam sains fundam ental belum berakhir.
4. Lubang hitam Setelah m em bahas secara singkat tentang gravitasi dan teori kuantum sebelumnya, sekarang kita bisa m ulai m em bicarakan lubang hitam . Sem ua kita tahu bahwa Matahari adalah bintang yang m emancarkan radiasi panas dengan sum ber energi nuklir di intinya. Berdasarkan ukurannya, m atahari term asuk bintang yang berukuran kecil. Di luar angkasa sana, ada bintang yang m assan ya sam pai jutaan kali m assa m atahari [4].
Kekekalan energi m erupakan salah satu hukum yang paling m endasar dalam fisika, dan ini juga berlaku pada sebuah bintang. Bintang juga m em erlukan bahan bakar untuk bisa bersinar dan m elepaskan panas , dan suatu saat bahan bakarnya akan habis. Ibarat sebuah m obil yang ketika digunakan terus m enerus suatu saat akan kehabisan bensin, dem ikian juga bintang yang terus m em ancarkan panasnya akan kehabisan sum ber energi juga. Para ilm uwan percaya bahwa reaksi nuklir fusi (re aksi penggabungan inti atom ) yang bertanggung jawab dalam m engubah energi nuklir m enjadi energi panas di bintang. Ketika bintang kehabisan bahan bakarnya dan akhirnya tersisa sam pah sisa reaksi nuklir, tidak serta m erta ia m enjadi tidak berm assa. Secara alamiah, interaksi gravitasi selalu tarik m enarik dan cenderung m enuju ke pusat m assa. Tarikan gravitasi yang awalnya dapat diseim bangkan oleh tekanan panas oleh karena re aksi nuklir akhirnya m enjadi interaksi yang paling dominan saat reaksi fusi pada bintang telah berakhir. Berikutnya proses pengerutan bintang oleh gravitasi tidak dapat terelakkan. Lantas barangkali kita bertanya, m engapa bum i yang kita diami tidak m engerut m enuju pusatnya oleh karena gravitasi. Hal ini tentu saja dikarenakan gaya gravitasi di bum i tidak cukup kuat untuk bisa m engerutkan ukuran bumi lebih kecil dibanding ukuran bumi yang kita tinggali sekarang. Situasinya akan berbeda seandainya m assa bumi lebih besar, misalnya seribu atau sejuta kali dari m assa yang sekarang, untuk kondisi awal ukuran yang sam a seperti saat ini, maka bumi akan m engerut. Jika m em ang setiap bintang di akhir hayatnya akan selalu m engerut, apakah akan selalu m enuju ke satu jenis keadaan akhir secara fisis? Jawaban untuk pertanyaan ini adalah tidak. Sam pai saat ini diketahui ada tiga jenis keadaan akhir untuk setiap bintang, yaitu bintang katai putih, bintang netron, dan lubang hitam . Keadaan akhir sebuah bintang m ati sangat berga ntung pada m assa awalnya. Untuk bintang dengan m assa sam a atau lebih besar dari 10 kali massa m atahari, maka bintang ini akan m enjadi lubang hitam setelah ia kehabisan bahan bakar. Ini berarti m atahari kita bukanlah sebuah calon lubang hitam . Secara sederhana yang terjadi pada sebuah bintang hingga ia m enjadi lubang hitam adalah tarikan gravitasi yang super kuat yang m enarik sem ua m assa yang dimilikinya ke “dalam ” sebuah titik hingga terciptalah sebuah singularitas. Lebih mudahnya proses ini dapat digam bar kan dengan konsep m assa jenis, yang didefenisikan sebagai rasio antara m assa benda persatuan volum . Misalnya air m em iliki m assa jenis 1 kg/ltr, artinya 1 liter air m em iliki m assa 1 kg. Untuk kasus lubang hitam atau juga sering dinamakan bintang runtuh, kita bisa bayangkan m assa bintang yang sangat besar itu, kurang lebih 10 kali m assa matahari dimana m assa m atahari adalah sekitar 2 dikali sepuluh pangkat 30 (atau 2 juta triliun triliun) kilogram , ketika m engalam i kontraksi karena gravitasi akan m em iliki vo lum e yang terus m engecil hingga akhirnya m em iliki volum nol. Tidak ada yang dapat m enghentikan proses ini. Keadaan dim ana m assa yang sangat besar itu m emiliki volum (literally) nol, sehingga tercipta keadaan dengan m assa jenis yang tidak berhingga, itulah yang dalam fisika kita kenal sebagai singularitas. Sem ua hukum fisika yang kita kenal hari ini tidak bisa dipakai atau gagal untuk m ejelaskan proses yang terjadi dalam singularitas ini. Nam un demikian kita tidak perlu khawatir akan ketidaksanggupan kita m enjelaskan proses yang terjadi dalam singularitas ini. Dipercaya bahwa ketika lubang hitam terbentuk, ada sebuah perm ukaan yang m enutup secara total titik singularitas ini, yang dinam akan dengan horison peristiwa. Apapun yang
terjadi di dalam horizon peristiwa ini tidak akan pernah diketahui oleh pengam at yang berada di luarnya. Hal ini dikarenakan cahaya yang m erupakan "m essenger" universal tidak akan pernah lepas dari horison peristiwa sekali ia “m enem pel” pada perm u kaan ini, apalagi kalau ia sem pat m asuk ke dalam nya. Cahaya akan selalu berada di perm ukaan atau di dalam lubang hitam , tidak akan pernah sam pai ke ‘’m ata” pengamat untuk m em beri tahu apa yang terjadi di dalam horison peristiwa. Kem udian m uncul pertanyaan, karena terkait dengan proses fisika yang sangat ekstrim , apakah lubang hitam ini m em ang ada? Keberadaan lubang hitam didukung oleh data astronom is dim ana ditem ukannya objek “gelap” di luar angkasa sana, nam un sanggup m em belokkan lintasan benda -benda langit lain yang bergerak m endekatinya [4]. Juga fenom ena bintang kem bar, yang m ana salah satunya telah runtuh m enjadi lubang hitam [4]. Dewasa ini, lubang hitam telah m enjadi objek penelitian yang cukup eksotis, baik secara teoretik m aupun eksperim en. Misalkan saja, dengan m engetik kata kunci “lubang hitam ” pada www .google.co.id, m aka akan m uncul lebih dari setengah juta hasil pencarian dalam waktu kurang dari setengah m enit. Bandingkan dengan kata kunci “air raksa” atau “lam pu pijar” yang kurang lebih hanya 400 ribuan hasil pencarian. Berikut ini ijinkan saya m engulas sedikit sejarah m unculnya ide lubang hitam beserta perkem bangan studinya hingga hari ini. Fisikawan Subrahm anyan Chandrasekhar, pem enang Nobel fisika tahun 1983, adalah orang pertam a yang m encetuskan kem ungkinan adanya lubang h itam berdasarkan teori relativitas Einstein. Nam un dem ikian, jauh sebelumnya keberadaan lubang hitam telah diprediksi oleh cendikiawan Inggris John Michell [5] dengan m enggunakan teori gravitasi Newton. Einstein sendiri awalnya tidak m enyukai ide adanya lubang hitam ini, bahkan m enulis sebuah makalah ilmiah yang m enunjukkan bahwa ide tentang eksistensi lubang hitam adalah tidak masuk akal [6]. Lebih jauh dalam perkembangannya, tidak dapat ditem ukan alasan yang kuat untuk m enolak prediksi keberadaan lubang hitam , jika teori gravitasi Einstein diterima sebagai teori yang benar. Awalnya, dikarenakan keterbatasan observasi dalam astronomi, lubang hitam hanyalah sebatas objek penelitian fisika m atem atis. Meskipun demikian, lubang hitam tetap mam pu m enarik perhatian fisikawan teoretik dan m atem atikawan kaliber wahid dikarenakan m asih banyaknya misteri yang belum terpecahkan terkait aspek fisis dan matem atisnya . Ditem ukan bahwa ada beberapa prinsip dan hukum yang telah well established dalam fisika, yang kem udian didapati tidak konsisten satu dengan yang lain ketika m em bahas fisika lubang hitam . Sebut saja misalnya tentang entropi. Secara sederhana, entropi adalah ukuran keacakan dalam sistem fisis atau biologis [7]. Sem akin tinggi entropi sebuah sistem , sem akin sedikit informasi yang kita m iliki terkait sistem tersebut. Dalam fisika, hukum therm odinam ika kedua m engatakan bahwa entropi total alam sem esta yang tertutup akan selalu bertam bah atau paling tidak sama seiring perjalanan waktu. Di lain pihak, secara klasik, yang artinya hanya berdasarkan pada teori gravitasi Einstein, lubang hitam adalah objek yang "m ati" secara therm odinam ika. Objek ini bersuhu nol Kelvin , serta penam bahan m assa objek ini m isalnya karena ada objek lain yang m asuk ke dalam nya, tidak akan m eni ngkatkan aktifitas therm odinamika lubang hitam , alias suhunya akan tetap selalu nol.
Maka hal ini m enjadi sebuah paradoks. Untuk m enjelaskan paradoks ini secara sederhana, kita bisa m engutip percobaan khayal oleh John W heeler, yang m erupakan salah satu fisikawan besar abad 20 dan m erupakan orang yang pertam a kali m em berikan nam a lubang hitam untuk kasus bintang mati yang runtuh ke dalam singularitas. Misalkan alam sem esta hanya berisi saya dan secangkir teh panas, dan sebuah lubang hitam . Maka total entropi alam sem esta m engandung kontribusi entropi oleh tubuh saya, lubang hitam , dan secangkir teh yang saya pegang. Seandainya lubang hitam bergerak m endekati saya, dan saya sanggup m enjaga posisi saya tidak tersedot ke dalam lubang hitam tersebut, dan kem udian saya m elemparkan teh panas ke dalam lubang hitam , m aka dalam kasus ini entropi total alam sem esta m enjadi berkurang. Tentu hal ini tidak sesuai dengan hukum kedua therm odinamika , dan m uncul sebuah paradoks. Paradoks entropi lubang hitam ini akhirnya berhasil dipecahkan oleh Jacob Bekenstein, dan diperkuat oleh argum en Stephen Hawking. Bekenstein m engajukan proposal bahwa lubang hitam m em iliki entropi. Entropinya dapat berubah seiring dengan dinam ika fisis yang dialam i lubang hitam , m isalnya pertam bahan luas area. Lebih jauh Hawkinglah yang m emberikan gam baran fisis yang dapat diterim a tentang bagaim ana lubang hitam dapat m em iliki entropi dan m eradiasikan panas. Singkat cerita, paradoks hukum therm odinam ika kedua untuk lubang hitam berhasil diatasi, dan konsep lubang hitam sebagai benda yang aktif secara therm odinam ika pun diterima oleh khalayak. Nam un dem ikian, ibarat lepas dari m ulut harim au m asuk kedalam mulut buaya, argum en Hawking yang cukup m eyakinkan kom unitas fisika teori tentang bagaim ana lubang hitam dapat m eradiasi (m emancarkan panas) justru m enim bulkan masalah baru. Perm asalahan ini dikenal sebagai paradoks Hawking atau paradoks inform asi yang hilang ole h lubang hitam . Perhitungan Hawking dalam m enjelaskan proses radiasi oleh lubang hitam m enggunakan teori kuantum , dan tidak ada seorangpun yang ragu akan kebenaran perhitungannya, dalam arti Hawking m enggunakan argum en sederhana dalam teori kuantum yang di terim a sem ua orang. Nam un perhitungannya m engindikasikan inform asi yang dibawa oleh benda yang m asuk ke dalam lubang hitam akan hilang dalam bentuk radiasi secara therm al, artinya inform asi tentang konfigurasi benda yang m asuk di awal tidak dapat ditelusur i kem bali dalam radiasi therm al yang keluar dari lubang hitam [5,8]. Sebenarnya tanpa harus m enggunakan pem aham an kuantum , hilangnya inform asi oleh lubang hitam dapat dim engerti secara klasik. Fakta dim ana tiap lubang hitam dapat dibedakan berdasarkan hany a tiga param eter fisis, yaitu m assanya, rotasinya, dan m uatan listriknya, adalah juga sifat alam iah lubang hitam yang m enghilangkan inform asi yang masuk padanya. Bagaim ana m ungkin benda -benda yang secara unik dan bisa dibedakan, m isalnya kulkas, seekor gajah, ataupun berlian, ketika m asuk ke dalam lubang hitam , akhirnya hanya akan m engubah 3 param eter fisis dari lubang hitam tersebut. Bentuk dan konfigurasi seekor gajah tentu berbeda dengan sebuah kulkas. Menurut Leonard Susskind, fisikawan dari Universitas Stanford, kekekalan inform asi juga m erupakan salah satu prinsip fundam ental dalam fisika. Oleh karenanya informasi tidak dapat hilang dalam lubang hitam . Hal senada juga dilontarkan oleh ilm uwan Belanda pem enang Nobel fisika tahun 1999, Gerard 't Hooft, dan bersama Susskind ia m engajukan ide bahwa kemungkinan inform asi yang m asuk dalam lubang hitam tersim pan di perm ukaan horisonnya [8,9]. Debat terkait hal ini juga berlangsung hingga hari ini. Misalnya pada tahun 2012 fisikawan dari Universitas California di Santa Barbara, Joseph
Polchinski, bersam a rekan-rekannya m engajukan sebuah percobaan khayal yang m enunjukkan informasi dapat hilang pada lubang hitam yang dikenal sebagai paradoks firewall [17].
5. Ketidak stabilan lubang hitam Jelas bahwa lubang hitam adalah objek penelitian fisika, dikarenakan kehadirannya diprediksi oleh sebuah teori dalam fisika dan data pengam atan astronomi m endukun g keberadaan objek ini di alam . Nam un demikian, dipaham i bahwa penelitian antardisiplin m em egang peranan penting dalam perkem bangan ilm u pengetahuan bahkan penem uan bidang kajian yang baru . Sebut saja m isalnya antara fisika dan m atem atika. Untuk sebagian besar fisikawan, m atem atika adalah " alat", dan untuk sebagian m atematikawan, fisika adalah " terapan". Misalnya untuk lubang hitam yang pada awalnya hanyalah sebuah objek m atem atis, penelitian dalam lubang hitam secara teoretik m em butuhkan teknik m atem atika yang cukup kom pleks. Sebut saja geom etri diferensial, yang juga m erupakan teknik m atem atika yang m enjadi dasar persam aan Einstein, dan juga analisis persamaan diferensial parsial digunakan m atematikawan dalam m eneliti lubang hitam secara m atematis. Selain permasalahan hilangnya inform asi pada lubang hitam yang telah kita bahas sebelum nya, lubang hitam juga m asih m enyim pan berbagai pertanyaan lain. Salah satu diantaranya yang cukup m enarik m inat m atematikawan saat ini adalah apakah lubang hitam stabil atau tidak. Secara fisis dapat digam barkan sebagai berikut. Apakah kehadiran partikel di sekitar lubang hitam m em ungkin kan lubang hitam tersebut m enjadi tidak stabil dan akhirnya hilang? Pertanyaan ini m uncul karena dim ungkinkan partikel "m encuri" energi dari lubang hitam , dan proses semacam ini jika terjadi secara terus m enerus dapat m engakibatkan lubang hitam terkait m en jadi lenyap. Untuk lubang hitam yang diam atau tidak berotasi, proses sem acam ini secara m atematis telah dibuktikan tidak m ungkin terjadi [11]. Tetapi jika lubang hitam dalam keadan berputar, dan diyakini m ayoritas lubang hitam di alam ini berputar, m aka dim ungkinkan partikel dengan energi tertentu yang datang m endekatinya akan m encuri energi dari lubang hitam dan pergi m eningga lkan lubang hitam ini [12]. Saat ini, perdebatan tentang ini m asih hangat, baik di kalangan fisikawan m aupun m atematikawan. Sebut s aja m isalnya matem atikawan Mihalis Daferm os dari Universitas Cam bridge, Stefanos Aretakis dari Universitas Princeton, dan m asih banyak m atem atikawan lain yang m encoba m enerapkan analisis untuk persam aan diferensial parsial dan geom etri diferensial untuk m enguji kestabilan solusi persamaan gelom bang terkait geom etri lubang hitam [13,14]. Selain dalam permasalahan kestabilan, m atem atikawan juga ikut berkontribusi dalam berbagai aspek m atem atis lubang hitam . Misalnya m atem atikawan pem enang m edali Fields dari Universitas Harvard Shing-Tung Yau juga ikut dalam studi proses radiasi Hawking dengan m etoda terobos halang [15]. Dem ikian juga Sir Roger Penrose dari Universitas Oxford , yang m erupakan salah satu m atem atikawan yang ikut m em bidani dasar-dasar m atem atis lubang hitam di awal riset objek ini tahun 1960 an , berkontribusi m em berikan ide-ide tentang apa yang m ungkin terjadi di dalam lubang hitam [5].
6. Kontribusi sains komputer? Subjudul di atas sengaja berupa kalim at tanya, karena sepertinya tidak ada kaitan antara sains komputer dan riset lubang hitam . Dewasa ini batas antara disiplin ilm u sangat tipis, ditemukan adanya irisan antara sains komputer dan fisika terkait perm asalahan lubang hit am . Seiring perkem bangan cabang ilm u fisika kom puter kuantum , yang juga ternyata m enjadi objek m enarik juga di kalangan ilm uwan kom puter dan m atem atikawan, proses radiasi Hawking yang m erupakan sum ber perm asalahan hilangnya inform asi dirasakan barangkali a kan m endapat jalan keluar jika sudut padangnya diam bil dari pengetahuan yang telah dibangun dalam konteks kom puter kuantum [8]. Terkait dengan riset antardisiplin, usaha untuk m endapatkan kontribusi atau sudut pandang sains kom puter terhadap perm asalah hilangnya inform asi pada lubang hitam , misalnya dapat dilihat diundangnya ilm uwan kom puter dari MIT, Scott Aaronson, dalam sebah konferensi yang khusus m em bahas paradoks inform asi hilang pada lubang hitam di KITP Santa Barbara beberapa tahun lalu [16], yang m ayoritas pesertanya adalah fisikawan . Hal ini m erupakan salah satu realisasi nyata kerjasam a antardisiplin yang dipandang perlu untuk m endapatkan sudut pandang yang lebih luas terhadap suatu perm asalahan. Lebih jauh, sisi praktis penelitian lubang hitam juga sangat terbantu dengan hadirnya arxiv.org yang m erupakan ide dari seorang profesor Information Science di Universitas Cornell, Paul Ginsparg. Media arxiv.org ini m erupakan tem pat penyim panan preprint dan publikasi ilm iah, dan cukup banyak m akalah yang tersim pan dalam m edia ini m em bahas tentang lubang hitam . Kehadiran m edia arxiv.org ini dirasa sangat m em bantu penelitian, khususnya tentang lubang hitam , karena m empercepat dan m em perm udah penyebaran inform asi di kalangan peneliti.
7. Riset di FTIS-Unpar Para dosen di FTIS-Unpar berpotensi untuk m enjadi ilm uwan yang aktif dalam disiplin ilm u m asing m asing, yaitu m atem atika, fisika, dan teknik informatika, dan juga untuk m elakukan penelitian antardisiplin. Dari uraian sebelum nya, dapat dipaham i bahwa perma salahan fisis dan matem atis terkait lubang hitam dapat m enjadi sebuah peluang kontribusi FTIS -Unpar dalam perkem bangan sains fundam ental, baik secara m onodisiplin ataupun antardisiplin. Tentu saja m asih banyak perm asalahan lain yang juga dapat objek penelitian bersam a, m isalnya ekonofisika, dinamika fluida nonlinier, fraktal, dan lain sebagainya. Untuk m elakukan penelitian yang baik, jelas diperlukan faktor penunjang yang m em adai. Dalam orasi ilmiahnya tahun 2006 [10], Dr. Dharm a Lesm ono m enyam paikan bahwa dana riset, pemberian insentif untuk publikasi riset, dan kom pensasi 2 sks untuk riset hendaklah dianggap sebagai langkah awal dari Yayasan atau Universitas untuk m enggalakkan kegiatan riset, disam ping masih perlunya gebrakan gebrakan lain yang lebih baik. Didapati bahwa pada hari ini, ada dari langkah awal ini yang telah berlangsung cukup baik, dan ada juga yang belum .
8. Penutup Dalam orasi ini telah dipaparkan beberapa asp ek tentang lubang hitam dan perm asalahan terkait yang m asih belum terpecahkan hingga hari ini. Dengan form asi seperti saat ini, dan dengan dukungan yang ada, baik dari Yayasan dan Universitas (LPPM) ataupun DIKTI, FTIS-Unpar dirasa berpotensi untuk dapat m em berikan sumbangsih dalam perkem bangan sains fundam ental, k hususnya perm asalahan lubang hitam . Hal ini dapat dilakukan baik m elalui penelitian perorangan m aupun kerjasam a lintas disiplin. Dirgahayu FTIS-Unpar, Bakuning Hyang Mrih Guna Santyaya Bhakti.
Acuan [1].http://www .hawking.org.uk/does -god-play-dice.htm l [2]. http://w ww.aip.org/history/einstein/ae63.htm [3]. http://w ww -history.m cs.st-and.ac.uk/Biographies/Le_Verrier.htm l [4]. Falcke, H (Editor), Hehl, F (Editor), The Galactic Black Hole: Lectures on General Relativity and Astrophysics (Series in High Energy Physics, Cosm ology and Gravitation), CRC Press, 2002. [5]. Thorne, Kip S., Black Holes and Tim e Warps: Einstein's Outrageous Legacy, W . W . Norton & Com pany, 1994. [6]. Einstein, A., On a Stationary System With Spherical Sym m etry Consisting of Many Gravitating Masses, Annals of Mathematics, Second Series, Vol. 40, No. 4, 1939. [7]. Marinescu, D.C., Marinescu, G. M., Classical and Quantum Inform ation, Academ ic Press, 2011. [8]. Susskind, L., Lindesay, J., An Introduction to Black Holes, Information and the St ring Theory Revolution, W orld Scientific, 2004. [9]. Susskind, L., The Black Hole War: My Battle with Stephen Hawking to Make the W orld Safe for Quantum Mechanics, Little, Brown and Company, 2008. [10]. Lesm ono, J. D., Pengem bangan Ilm u -Ilm u Dasar Melalui Riset antar Disiplin, Orasio Dies Natalis ke13, FMIPA, Universitas Katolik Parahyangan, 2006. [11]. Regge, T., W heeler, J. A., Phys. Rev. 108, 1063, 1957. [12]. Teukolsky, S. A., Perturbations of a Rotating Black Hole. I. Fundam ental Equations for Gravita tional, Electrom agnetic, and Neutrino -Field Perturbations, Astrophysical Journal, Vol. 185, pp. 635 -648, 1973. [13]. https://ww w.dpm m s.cam .ac.uk/~m d384/research/stability -of-black-holes/
[14]. https://web.m ath.princeton.edu/~aretakis/ [15]. Ejaz, A., Gohar, H., Lin, H., Saifullah, K., Yau, Shing -Tung, Quantum tunneling from threedim ensional black holes, Phys.Lett. B726, 827-833, 2013. [16]. http://online.kitp.ucsb.edu/online/fuzzorfire -m 13/ [17]. http://w ww .scientificam erican.com /article/black -hole-firewalls-confound-theoretical-physicists/
