Kongres Schwarzschild, Frankfurt, Juli 2017, ringkasan
Dalam bahasa Inggris
2 Agustus 2017
Saya kembali dari kongres Karl Schwarzschild yang diadakan di Jerman di FIAS yang bergengsi, Frankfurt Institute for Advanced Studies.
Saya sangat ragu-ragu tentang isi poster saya, dan akhirnya memutuskan untuk menampilkan secara besar-besaran sistem persamaan medan terkait saya.
Teks yang saya pilih tidak sesuai dengan tema utama kongres yang berfokus pada "fisika lubang hitam". Ini adalah topik yang ingin saya bahas, tetapi makalah yang saya terbitkan pada tahun 2015 di Modern Physics Letters A:
J.P. Petit & G. D’Agostini:
Pembatalan singularitas pusat solusi Schwarzschild dengan proses inversi massa alami.
Mo. Phys. Lett. A, vol. 30, no. 9 (2015)
adalah yang paling dekat dengan tema tersebut. Karena ada papan tulis di samping poster saya, saya langsung menuliskan garis besar makalah ini:
Ini langsung menarik perhatian. Peserta kongres mengambil foto dan mulai berkumpul. Seorang pria berusia sekitar enam puluhan tahun, seorang "peneliti senior", segera menyatakan keraguan bahwa semua aspek singular dari solusi metrik yang ditemukan oleh Schwarzschild pada tahun 1916, yang menjadi dasar teori lubang hitam, bisa dihilangkan hanya dengan satu perubahan variabel. Karena dia tidak mengenakan badge seperti yang lain, saya menyimpulkan bahwa dia harus bagian dari FIAS, Frankfurt Institute for Advanced Science, yang menjadi tuan rumah kongres ini. Berikut adalah perubahan variabel tersebut:
Akhirnya, sebuah kritik! Untuk menjelaskan lebih jelas, saya segera menuliskan semua detail perhitungan pada selembar kertas yang saya berikan kepada ahli saya, dan dia duduk di kursi selama seperempat jam untuk memeriksa.
Semua orang menunggu putusan akhirnya. Akhirnya dia mengembalikan kertas saya dengan anggukan yang penuh keraguan. Saya pikir dia berkata dalam hati, "Saya belum pernah melihat hal ini sebelumnya. Pasti ada kesalahan yang tidak saya lihat. Tapi saya akan pikirkan lagi nanti."
Saya mencoba membahas masalah ini dengannya, yang menimbulkan pertanyaan tentang interpretasi hasil Karl Schwarzschild pada tahun 1916 (kongres ini bertajuk "Kongres Karl Schwarzschild!"). Saya bertanya apakah dia sudah membaca artikel asli yang diterbitkan di Annalen der Preußischen Akademie der Wissenschaften:
K. Schwarzschild:
Über das Gravitational eines Massenpunkets nach der Einsteineschen Theory.
Sitzber. Preuss. Akad. Wiss. Berlin, p. 189–196 (13 Jan. 1916). Versi Inggris oleh S. Antoci dan A. Loinger di arXiv:physics/9905030 (12 Mei 1999)
serta artikel kedua, yang diterbitkan beberapa minggu kemudian, hanya beberapa bulan sebelum kematiannya:
K. Schwarzschild:
Über das Gravitationsfeld einer Kugel aus incompressibler Flüssigkeit nach Einsteinsechen Theorie.
Preuss. Akad. Wiss. Berlin, p. 189–196 (24 Feb. 1916). Versi Inggris oleh S. Antoci di arXiv:physics/9912033 (16 Des. 1999)
Dia mengakui bahwa dia belum pernah membacanya (...) sambil menambahkan:
-
Anda membaca bahasa Jerman?
-
Tidak, saya hanya memiliki akses ke terjemahan Inggris yang relatif baru, memang tahun 1999, untuk dokumen yang sekarang berusia seabad. Saya punya dokumen-dokumen ini di ponsel saya. Ingin kita pelajari bersama? Ada juga teks penting lain yang diterbitkan oleh David Hilbert pada bulan Desember 1916 dan di mana dia mengambil kembali pekerjaan Schwarzschild.
D. Hilbert:
"Die Grundlagen der Physik (Zweite Mitteilung)"
(EN) "The Foundations of Physics (Second Communication)"
(FR) "Les Fondements de la Physique (Seconde Communication)"
Dia lebih memilih menghindar, menambahkan bahwa dia juga tidak mengenal teks lain ini (...).
Faktanya, yang bisa saya lakukan di Frankfurt adalah menyadari bahwa para ahli lubang hitam tidak benar-benar mengenal teks-teks dasar yang menjadi dasar dari pekerjaan yang ingin mereka kembangkan. Dalam sebuah ceramah utama di hadapan seluruh peserta kongres,
Juan Maldacena
, tokoh penting dalam pengembangan teori lubang hitam modern, memulai dengan mengatakan (dikutip dalam brosur yang diterbitkan untuk kongres ini):
Juan Maldacena
- Solusi Schwarzschild telah membingungkan kami selama lebih dari seratus tahun dan memaksa kami untuk memperjelas pandangan kami tentang ruang dan waktu. Ini telah membawa pemahaman yang lebih tajam tentang teori Einstein. Secara eksperimental, ini menjelaskan beberapa pengamatan astrofisika. Aspek kuantumnya telah menjadi sumber paradoks teoretis yang memaksa kami untuk memahami lebih baik hubungan antara geometri ruang-waktu dan mekanika kuantum.
Terjemahan:
- Solusi Schwarzschild selama seratus tahun telah menjadi sumber kebingungan dan memaksa kami untuk memperdalam cara kami memahami ruang dan waktu. Ini membawa pemahaman yang lebih baik terhadap teori Einstein. Secara eksperimental, ini menjelaskan sejumlah pengamatan. Aspek kuantumnya telah menghasilkan paradoks teoretis yang memaksa kami untuk memiliki pemahaman yang lebih baik tentang hubungan antara geometri ruang-waktu dan mekanika kuantum.
Secara konkret, apa hasilnya?
Pertama-tama ada "penemuan" radiasi Hawking. Faktanya, semua ini didasarkan pada gagasan pernikahan antara Relativitas Umum dan Mekanika Kuantum. Padahal kita tahu bahwa... persatuan ini belum pernah terjadi (gravitasi menolak keras untuk dikuantifikasi, yang akan mengarah pada deskripsi graviton, partikel spin 2, yang masih belum muncul dalam laporan).
Para teoretikus modern akhirnya meyakinkan diri bahwa khayalan ini memiliki nilai kenyataan. Memang, dengan mengacu pada fenomena kuantum di sekitar horizon lubang hitam, Hawking "menunjukkan" bahwa lubang hitam bisa kehilangan energi, "memancarkan radiasi". Ini segera menimbulkan "paradoks horizon kosmologis". Faktanya, dalam objek yang disebut lubang hitam, segala struktur seharusnya lenyap, hancur. Jadi lubang hitam adalah "mesin penghancur informasi". Maldacena kemudian menjelaskan kemajuan yang dicapai terkait "termodinamika lubang hitam". Dia khususnya menekankan bahwa "telah terbukti bahwa entropi lubang hitam sebanding dengan luasnya".
Singkatnya, selama beberapa dekade terakhir seluruh perhatian para teoretikus tertuju pada cara menghindari paradoks informasi ini. Anda pasti pernah mendengar tentang "firewall" dan hal-hal serupa. Dalam karya terbarunya, Maldacena mengutip kata kunci baru: "entanglement" ("intrikasi"). Konsep yang berasal dari mekanika kuantum dan paradoks terkenal Einstein-Podolsky-Rosen (paradoks EPR) yang telah saya jelaskan dalam video saya
JANUS 6
(pada 14' 04"). Dalam eksperimen ini, dua foton yang dipancarkan "terikat". Singkatnya, menurut Maldacena, "entanglement" memberikan semua jawaban. Ditambah sedikit teori dawai.
Pernyataan ini merupakan puncak teori pada tahun 2017.
Peserta kongres jelas merujuk ke video JANUS (lihat daftar PDF dari isi mereka). Berkat kerja besar Julien Geffray, enam video telah dilengkapi dengan subtitle dalam bahasa Inggris saat kongres dibuka, yaitu JANUS 14 hingga JANUS 19. Dan di situlah kita menyadari bahwa subtitle dalam bahasa Inggris yang baik adalah sesuatu yang benar-benar diperlukan.
Mustahil memberikan kualitas buruk: pengguna internet akan langsung beralih. Geffray, yang telah mengikuti pekerjaan saya selama 20 tahun, dan menguasai bahasa Shakespeare, adalah satu-satunya orang yang bisa menangani pekerjaan subtitle yang sangat rumit ini, dengan kerja penuh selama tiga hari per video. Ini mewakili 15.000 hingga 20.000 karakter per video, dengan teks yang mengandung banyak istilah khusus yang harus diterjemahkan, kesulitan mengatur secara visual dan sinkronisasi subtitle hingga persepuluh detik, serta pembuatan file yang menunjuk ke makalah dan komik saya. Saya membayar enam pekerjaan pertama ini masing-masing 500 euro. Jadi 3000 euro untuk subtitle enam video ini, yang saya ambil dari uang yang dikirimkan oleh pengguna internet.
Melihat dampak terhadap non-penutur bahasa Prancis, saya menyadari bahwa saya harus melengkapi semua 19 video dengan subtitle bahasa Inggris yang baik. Kami bernegosiasi ulang harga dan sepakat pada 350 euro per video. Hitung saja. Enam video dengan 500 euro, ditambah tiga belas video dengan 350 euro:
anggaran total: 7500 euro.
Lebih dari yang dialokasikan untuk pendanaan tiga misi pertama saya di kongres internasional. Tambahkan bahwa saya akan terus memproduksi video dengan kecepatan dua per bulan, yaitu 700 euro/bulan (akan ada video Janus dan mekanika kuantum). Saya pikir ini uang yang terbaik karena meskipun teks di situs internet sering kali terlupakan, video tidak demikian. Video akan bertahan tanpa batas waktu dan merupakan alat komunikasi modern yang paling efektif.
Anggaran perkiraan hingga musim semi 2018, subtitle dan kongres: 17.000 euro
Mengungkap kebenaran memiliki harga
Jika uang yang dikirimkan oleh pengguna internet (terima kasih banyak!) cukup untuk menjamin kehadiran saya di beberapa kongres mendatang (Frankfurt, lalu Paris, COSMO 17 ...) saya membutuhkan bantuan tambahan yang mendesak untuk menghadapi biaya subtitle ini.
Dampak video ini: reaksi dari para peneliti muda, salah satunya seorang Italia, akhirnya berkata kepada saya:
- Saya telah melihat makalah Anda tentang model Janus Anda (dia memiliki kompetensi untuk menilai isi makalah tersebut). Saya melihat bagaimana Anda diterima di sini. Bagaimana mungkin Anda berharap orang-orang ini melakukan selain membelakangi Anda? Apa yang Anda bawa menggugurkan dasar dari pekerjaan mereka sendiri!
Kontak dengan anak muda ini dibangun dan dipertahankan, yang bekerja di Italia tentang hukum Newton yang dimodifikasi. Ini adalah benih pertama yang ditanam. Jika saya terus "mencari perhatian di kongres internasional", akan ada yang lainnya, di generasi muda dan kemungkinan besar bukan dari mereka yang telah membangun ketenaran mereka atas pekerjaan khayalan yang telah saya sebutkan.
Para pemuda yang akan berkata, "Saya hanya setengah percaya pada hukum Newton yang dimodifikasi ini. Bagaimana jika saya mencoba melihat ke mana ide-ide dari orang Prancis ini membawa saya?" Hubungan dan pertukaran ini akan lebih mudah karena para peneliti muda ini telah dapat mengakses video, lalu makalah ketika mereka bertemu saya.
Di Frankfurt, sebagian besar artikel berfokus pada "fisika lubang hitam", pada "apa yang bisa Anda amati jika Anda mengamatinya...". Dengan menambahkan ide baru yang sedang tren, yaitu alam semesta "holografik" (saya harus membuat video untuk menjelaskan kepada pengguna internet apa sebenarnya hologram. Saya kira ini akan sangat berguna). Seorang wanita menjelaskan bahwa "tidak perlu takut pada tali kosmik". Yang lain menunjukkan bagaimana pasangan lubang hitam mini bisa terbentuk selama fase inflasi ekspansi kosmik. Tambahkan kisah-kisah terkait teori dawai, "tabrakan brane". Saya hampir satu-satunya yang menonjol, dengan menawarkan pekerjaan dan hasil yang... bisa dibandingkan dengan pengamatan.
Jika saya ingin memaksa komunitas ilmiah yang tersesat dalam mimpi-mimpi mereka untuk bereaksi, saya harus menyerang anak kesayangan mereka, lubang hitam, yang sebenarnya saya tidak berniat lakukan sampai jauh ke depan. Namun suasana kongres Frankfurt membuat saya mengoreksi arah saya, sehingga judul video berikutnya akan menjadi:
JANUS 21: Lubang hitam, lahir dari interpretasi keliru terhadap solusi yang ditemukan oleh Karl Schwarzschild pada tahun 1916
Dan ini juga akan menjadi pidato yang saya sampaikan di kongres COSMO 17 di Paris. Saat ini bukan tentang menawarkan model alternatif, tetapi mengatakan:
- Seperti adanya, model objek yang Anda sebut lubang hitam tidak konsisten, tidak sesuai dengan solusi yang ditemukan oleh Schwarzschild pada tahun 1916, dan saya tunjukkan hal ini.
Matematikawan Karl Schwarzschild, meninggal di Potsdam pada 11 Mei 1916 pada usia 43 tahun, tiga bulan setelah publikasi Januari 1916
Solusi yang ditemukan oleh Karl Schwarzschild pada tahun 1916
adalah:
Dalam artikel ini, ia mendefinisikan dengan sempurna koordinat r sebagai "koordinat polar":
Tetapi ia memperkenalkan apa yang disebut kuantitas bantu R, dan melalui inilah ia menyatakan solusi terkenalnya pada bulan Januari 1916:
Ia meninggal di Potsdam pada 11 Mei 1916 pada usia 43 tahun, tiga bulan setelah publikasi Januari 1916
Tidak perlu menjadi jenius matematika untuk melihat bahwa, sejauh r yang dipilih oleh Schwarzschild (ia mendefinisikannya di atas) secara ketat positif, kuantitas antara R tidak bebas tetapi memiliki batas bawah yang adalah alpha:
Dengan mengambil kembali pekerjaan ini, dalam artikel bulan Desember 1916, matematikawan Jerman besar
David Hilbert, 54 tahun pada tahun 1916
menganggap tidak menarik cara menyatakan solusi ini, yang menurutnya "hanya memindahkan singularitas (di R = alpha) ke asal, di r = 0". Ia menyatakan "pendapat pribadi" ini dalam artikelnya tanggal 23 Desember 1916 (Schwarzschild meninggal Mei):
Faktanya, Hilbert sudah sangat aktif mengerjakan artikel ini selama bertahun-tahun, dengan judul yang berarti "Dasar-dasar Fisika" (!...). Kita cenderung membayangkan bahwa Einstein adalah fisikawan dan Hilbert adalah matematikawan murni. Memang sering dikutip sebuah cerita yang menyebutkan suatu hari Hilbert diminta menggantikan koleganya matematikawan Felix Klein, yang setiap tahun memberikan ceramah kepada mahasiswa teknik di sebuah sekolah. Hilbert kemudian memulai ceramahnya dengan lelucon:
- Dikatakan bahwa matematikawan dan fisikawan kesulitan berkomunikasi. Faktanya, itu tidak benar. Mereka tidak punya apa-apa untuk dibicarakan bersama!
Karya Hilbert dalam matematika memang luar biasa, monumental. Tetapi jika kita ingin melihat dokumen ini, kita akan menemukan bahwa ia mencoba menetapkan dasar untuk fisika yang sangat matematis (sebenarnya "fisika matematis"). Ini berarti bahwa Hilbert, dibandingkan dengan kalimatnya dalam ceramah di sekolah teknik ini, telah sepenuhnya berubah pandangan, mungkin karena pertemuannya dengan Einstein, atau lebih umum karena pertukaran dengan para fisikawan besar pada masa itu. Tentu saja, karena ingin memberikan kontribusi sendiri, ia berpikir besar, segera. Sang Pemimpin Besar dalam sains ini tidak bisa berpikir secara dangkal, menangani masalah-masalah kecil. Artikel ini menetapkan dasar untuk pendekatan Lagrangian terhadap seluruh fisika, yaitu gravitasi dan elektromagnetisme. Dalam tulisan ini jelas bahwa Hilbert bermaksud menggabungkan seluruh fisika zaman itu dalam pendekatan ini, yang kemudian disebut "teori medan terpadu", pekerjaan yang Einstein berusaha lakukan hingga akhir hidupnya tanpa sukses. Usaha ini gagal karena tidak mungkin memasukkan kedua formalisme ini hanya dalam empat dimensi, seperti yang ditunjukkan oleh Souriau pada tahun 1954 (dalam bab VII bukunya "Geométrie et Relativité, penerbit Hermann"). Dibutuhkan lima dimensi, satu lagi: "dimensi Kaluza".
Ketika Hilbert menerbitkan artikel 22 halaman ini pada 23 Desember 1916, ini bukan improvisasi yang muncul setelah artikel Januari dan Februari 1916 oleh Schwarzschild. Faktanya, ini adalah artikel yang telah ia ajukan pada bulan November 1915 (kemudian ditarik, karena menurutnya belum cukup terstruktur), diperkaya dengan berbagai pengembangan, termasuk solusi non-linear dari persamaan medan, dengan menyebutkan secara singkat bahwa Schwarzschild sudah menghasilkannya sebelumnya.
Fakta bahwa Schwarzschild menghasilkan solusi ini pada bulan Januari tidak menjadi hal penting bagi Hilbert dalam kerangka besar