Begini Cara Astronom Menemukan dan Mempelajari Lubang Hitam

Ilustrasi. Kredit: Sandbox Studio
Info Astronomy - Bayangkan, di suatu tempat di galaksi, sebuah bintang maharaksasa yang sangat masif sedang menemui ajalnya. Ia tak mampu lagi menahan gravitasinya sendiri hingga akhirnya bintang tersebut runtuh dan bertransformasi menjadi Lubang Hitam, menyedot apa saja di dekatnya, bahkan cahaya sekalipun tak bisa lolos.

Dan di Lubang Hitam tersebut terdapat event horizon (cakrawala peristiwa), sebuah titik di mana suatu material tak dapat kembali, sebuah titik di mana ruang-waktu menjadi melengkung dan membuat teori-teori fisika kita terpecah: singularitas. Tidak ada yang bisa keluar dari Lubang Hitam secara hidup-hidup.

Lubang hitam terdengar terlalu aneh dan mengerikan untuk menjadi nyata. Tetapi mereka memang sebenarnya cukup umum di luar angkasa. Ada puluhan hingga jutaan Lubang Hitam di galaksi Bima Sakti, dan mungkin ada miliaran Lubang Hitam yang bersembunyi di luar galaksi kita. Para ilmuwan juga percaya ada sebuah Lubang Hitam Supermasif di pusat hampir setiap galaksi di alam semesta, termasuk galaksi kita sendiri.

Sejarah Lubang Hitam

Semuanya dimulai di Inggris pada tahun 1665, ketika sebuah apel terlepas dari dahan pohon dan jatuh ke tanah, lalu seorang pemuda bernama Isaac Newton mulai berpikir tentang jatuhnya apel tersebut: kenapa apel ini bisa jatuh? Dua dekade kemudian, Newton telah memiliki kesimpulan bahwa harus ada semacam kekuatan universal yang mengatur gerak apel dan bahkan gerak planet. Ia lantas menyebutnya gravitasi.

Newton menyadari bahwa setiap benda di alam semesta yang memiliki massa sudah pasti memiliki tarikan gravitasi. Ia juga menemukan bahwa dengan meningkatnya massa, gravitasi pun ikut meningkat. Untuk melarikan diri gravitasi sebuah obyek, Anda perlu untuk mencapai kecepatan lepasnya. Untuk menghindari gravitasi Bumi, Anda akan perlu melakukan perjalanan dengan kecepatan sekitar 11 kilometer per detik.

Ini adalah penemuan Newton terkait hukum gravitasi. Dan 100 tahun kemudian, John Michell, seorang cendekiawan Inggris, memiliki kesimpulan bahwa jika ada bintang yang jauh lebih besar atau lebih terkompresi dari Matahari, kecepatan lepas dari bintang tersebut bisa menyamai bahkan melampaui kecepatan cahaya. Ia menyebut benda-benda ini dengan "bintang gelap."

Dua belas tahun kemudian, ilmuwan dan matematikawan Prancis, Pierre Simon de Laplace, tiba pada kesimpulan yang sama dan menawarkan bukti matematis untuk keberadaan "bintang gelap", sebuah benda yang sekarang kita kenal sebagai Lubang Hitam.

Pada tahun 1915, Albert Einstein mengemukakan teori revolusioner, relativitas umum, yang mengganggap ruang dan waktu sebagai objek empat dimensi yang melengkung. Dengan tidak melihat gravitasi sebagai kekuatan, Einstein justru melihatnya sebagai hasil dari pelengkungan ruang dan waktu itu sendiri.

Sebuah objek besar, seperti Matahari, akan membuat ruang-waktu di sekiarnya melengkung, menghasilkan tarikan gravitasi, dan menyebabkan benda di sekitarnya, seperti planet-planet di Tata Surya kita, mengikuti jalan lengkungan di sekitarnya, dengan kata lain: mengorbit Matahari.

Sebulan setelah Einstein menerbitkan teori ini, fisikawan Jerman, Karl Schwarzschild menemukan sesuatu yang menarik dalam persamaan Einstein. Schwarzschild menemukan solusi yang menyebabkan para ilmuwan pada kesimpulan ada sebuah benda di luar angkasa yang memiliki gravitasi yang besar, sehingga apapun tidak dapat melarikan diri darinya, kecepatan lepasnya tak terhingga.

Sampai pada tahun 1967, benda-benda misterius yang dicetuskan Karl Schwarzschild tidak diberikan nama universal. Para ilmuwan sempat mengusulkan nama seperti "collapsar" atau "bintang beku" ketika membahas benda gelap dengan gravitasi yang sangat besar ini. Dan pada sebuah konferensi di New York, fisikawan John Wheeler memopulerkan istilah "Lubang Hitam."
Ilustrasi lubang hitam. Kredit: Getty Images

Bagaimana Cara Menemukan Lubang Hitam?

Selama pembentukan bintang, gravitasi terkompresi hingga terhenti oleh tekanan internal bintang. Jika tekanan internal tidak berhenti mengompresi, hal tersebut dapat mengakibatkan pembentukan Lubang Hitam. Beberapa lubang hitam terbentuk ketika bintang masif runtuh. Namun, beberapa ilmuwan percaya Lubang Hitam terbentuk sangat awal di alam semesta, satu miliar tahun setelah Big Bang.

Tidak ada batas untuk seberapa besar Lubang Hitam dapat terbentuk, bahkan Lubang Hitam bisa hingga lebih dari satu miliar kali massa Matahari. Menurut relativitas umum, ada juga batas untuk seberapa kecil Lubang Hitam dapat terbentuk (meskipun mekanika kuantum menunjukkan sebaliknya). Massa Lubang Hitam tumbuh besar karena mereka terus melahap materi di sekitarnya.

Lubang Hitam memiliki cakrawala peristiwa, titik di mana material apapun bahkan cahaya tidak dapat melarikan diri. Karena tidak ada cahaya yang bisa keluar dari Lubang Hitam, maka tidak memungkinkan para astronom untuk melihat permukaan Lubang Hitam. Tapi hanya karena kita tidak dapat melihat Lubang Hitam, bukan berarti kita tidak dapat mendeteksinya. Sekadar info, Lubang Hitam bukanlah lubang!

Para ilmuwan dapat mendeteksi Lubang Hitam dengan melihat gerak bintang dan gas di dekatnya serta keanehan lain dari lingkungan sekitarnya. Material-material di luar angkasa yang berada dekat Lubang Hitam juga akan berputar-putar mengelilingi Lubang Hitam, menciptakan piringan datar yang disebut cakram akresi. Materi yang berputar ini kehilangan energinya lalu "memuntahkan" radiasi dalam bentuk sinar-X dan radiasi elektromagnetik, sebelum akhirnya melewati cakrawala peristiwa.

Ini adalah bagaimana para astronom mengidentifikasi Lubang Hitam Cygnus X-1 pada tahun 1971. Cygnus X-1 ditemukan ketika sistem bintang biner--dua bintang yang saling mengorbit--memiliki satu anggota bintang yang sangat panas dan terang yang disebut maharaksasa biru, yang terlihat memiliki cakram akresi di sekitar obyek yang tak terlihat.

Sistem bintang biner tersebut ternyata juga memancarkan sinar-X, yang menurut teori biasanya tidak diproduksi oleh bintang maharaksasa biru. Dengan menghitung seberapa jauh dan seberapa cepat bintang terlihat bergerak, astronom mampu menghitung massa obyek yang tak terlihat tersebut. Meskipun dipadatkan menjadi volume lebih kecil dari Bumi, massa obyek tak terlihat tersebut memiliki massa enam kali lebih besar dari massa Matahari kita!

Beberapa percobaan yang berbeda untuk mempelajari Lubang Hitam juga dilakukan. Event Horizon Telescope misalnya, mampu melihat Lubang Hitam Supermasif yang berada di inti galaksi kita dan galaksi terdekat, M87. Para ilmuwan juga dapat melakukan pemetaan, yang menggunakan teleskop sinar-X untuk mencari perbedaan waktu antara emisi dari berbagai lokasi di dekat Lubang Hitam sehingga dapat memahami orbit gas dan foton di sekitar Lubang Hitam.

Selain memiliki cakram akresi, Lubang Hitam juga memiliki angin kosmik dan jet yang sangat terang dan dapat meletus akibat rotasi Lubang Hitam yang begitu cepat. Jet ini akan terlihat menembak keluar, berisi materi dan radiasi, paca kecepatan hampir secepat cahaya. Para ilmuwan masih bekerja untuk memahami bagaimana jet ini terbentuk.
Jet yang terlontar dari Lubang Hitam Pictor A. Kredit: NASA
Jadi apa itu Lubang Hitam? Sederhananya, Lubang Hitam adalah bagian dari ruang-waktu yang memiliki tarikan gravitasi yang sangat besar dan kuat. Medan gravitasi obyek seperti ini sangat ekstrim sehingga untuk bisa lepas dari tarikan gravitasinya kita membutuhkan kecepatan cahaya atau bahkan lebih besar dari kecepatan cahaya, dan bahkan cahaya pun tidak bisa lolos dari tarikan gravitasinya.
Begini Cara Astronom Menemukan dan Mempelajari Lubang Hitam Begini Cara Astronom Menemukan dan Mempelajari Lubang Hitam Reviewed by Riza Miftah Muharram on 7/19/2016 05:00:00 PM Rating: 5

Tidak ada komentar

Kami sangat senang menerima komentar dari Anda. Sistem kami memoderasi komentar yang Anda kirim, jadi mungkin membutuhkan waktu beberapa saat untuk komentar Anda muncul di sini. Komentar dengan link/url akan otomatis dihapus untuk keamanan. Berkomentarlah dengan sopan dan santun.