FAKTA TENTANG BLACK HOLE - ANTARA LUBANG
HITAM & LORONG WAKTU
Lubang hitam atau 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.Medan gravitasi begitu kuat sehingga 8 kecepatan
lepas di dekatnya mendekati kecepatan cahaya.
Misteri lubang hitam yg bertebaran di jagad raya dapat
dikatakan hampir mirip dengan konserp rentetan kejadian-kejadian aneh yg
terjadi di kawasan Segitiga Bermuda.
Tapi berbeda dg kasus-kasus di Segitiga Bermuda yg rata-rata menelan kapal
laut maupun pesawat terbang, black hole dapat berukuran lbh besar dari matahari
dan mampu menarik dan menelan apa saja yg berada di dekat nya termasuk
planet-planet. Bahkan partikel cahaya pun tidak mampu untuk meloloskan diri
dari tarikan gravitasi black hole yg super dashyat.
Istilah “lubang hitam” telah tersebar luas, meskipun ia tidak menunjuk ke
sebuah lubang dalam arti biasa, tetapi merupakan sebuah wilayah di angkasa di
mana semua tidak dapat kembali.
Proses Terbentuk nya Black Hole
Teori lubang hitam dikemukakan lebih dr 200 tahun yg lalu.Pada 1783 ,
ilmuwan John Mitchell mencetuskan teori mengenai kemungkinan wujud nya sebuah
lubang hitam setelah beliau meneliti dan mengkaji teori gravitas Isaac Newton.
Beliau berpendapat, jika objek yg dilemparkan tegak lurus ke atas, maka ia
akan terlepas dr pengaruh gravitasi Bumi setelah mencapai kecepatan lebih dr 11
km/s, maka tentu ada planet atau bintang lain yg memiliki gravitasi lebih besar
daripada Bumi.
Istilah “lubang hitam” pertama kali digunakan oleh ahli fisika Amerika
Serikat, John Archibald Wheeler pada 1968. Wheeler memberi nama demikian karena
lubang hitam tidak dapat dilihat, karena cahaya turut tertarik ke dalam nya
sehingga kawasan di sekitar nya menjadi gelap. Menurut teori evolusi
bintang, lubang hitam berasal dr sejenis bintang biru yang memiliki suhu
permukaan lebih dari 25.000 derajat Celcius.
Ketika pembakaran hidrogen di bintang biru yg memakan waktu kira-kira 19
juta tahun selesai, ia akan menjadi bintang biru raksasa. Kemudian,bintang
itu menjadi dingin dan menjadi bintang merah raksasa. Dalam fase itulah,akibat
tarikan gravitasi nya sendiri, bintang merah raksasa mengalami ledakan dahsyat
atau sering disebut dengan Supernova dan menghasilkan 2 jenis bintang yaitu
bintang Netron dan Black Hole.
Pertumbuhan Black Hole
Massa dari lubang hitam terus bertambah dengan cara menangkap semua materi
didekatnya. Semua materi tidak bisa lari dari jeratan lubang hitam jika
melintas terlalu dekat. Jadi obyek yang tidak bisa menjaga jarak yang aman dari
lubang hitam akan tersedot. Berlainan dengan reputasi yang disandangnya saat
ini yang menyatakan bahwa lubang hitam dapat menyedot apa saja disekitarnya,
lubang hitam tidak dapat menyedot material yang jaraknya sangat jauh dari
dirinya. dia hanya bisa menarik materi yang lewat sangat dekat dengannya.
Contoh : bayangkan matahari kita menjadi lubang hitam dengan massa yang
sama. Kegelapan akan menyelimuti bumi dikarenakan tidak ada pancaran cahaya
dari lubang hitam, tetapi bumi akan tetap mengelilingi lubang hitam itu dengan
jarak dan kecepatan yang sama dengan saat ini dan tidak tersedot masuk
kedalamnya. Bahaya akan mengancam hanya jika bumi kita berjarak 10 mil dari
lubang hitam, dimana hal ini masih jauh dari kenyataan bahwa bumi berjarak 93
juta mil dari matahari. Lubang hitam juga dapat bertambah massanya dengan cara
bertubrukan dengan lubang hitam yang lain sehingga menjadi satu lubang hitam
yang lebih besar.
Cakram gas
Dengan sifatnya yang tidak bisa dilihat, pertanyaan kemudian adalah
bagaimana mendeteksi adanya suatu lubang hitam? Kesempatan yang paling baik
untuk mendeteksinya, diakui para ahli, adalah bila ia merupakan bintang ganda
(dua bintang yang berevolusi dan saling mengelilingi). Lubang hitam akan
menyedot semua materi dan gas-gas hasil ledakan termonuklir bintang di
sekitarnya. Dari gesekan internal, gas-gas yang tersedot itu akan menjadi sangat
panas (hingga 2 juta derajat!) dan memancarkan sinar-X. Dari sinar-X inilah
para ahli memulai langkah untuk menjejak lubang hitam.
Pada 12 Desember 1970, AS meluncurkan satelit astronomi kecil (Small
Astronomical Satellite SAS) pendeteksi sinar-X di kosmis bernama Uhuru dari
lepas pantai Kenya. Dari hasil pengamatannya didapatkan bahwa sebuah bintang
maha raksasa biru, yakni HDE226868 yang terletak dalam konstelasi Cygnus (8.000
tahun cahaya dari bumi) mempunyai pasangan bintang Cygnus X-1, yang tidak dapat
dideteksi secara langsung.
Cygnus X-1 menampakkan orbitnya berupa gas-gas hasil ledakan termonuklir
HDE226868 yang bergerak membentuk sebuah cakram. Cygnus X-1 diperhitungkan
berukuran lebih kecil dari Bumi, tapi memiliki massa enam kali lebih besar dari
massa matahari. Bintang redup ini telah diyakini para ilmuwan sebagai lubang
hitam. Selain Cygnus X-1, Uhuru juga mendapatkan sumber sinar-X kosmis, yakni
Cygnus X-3 dalam konstelasi Centaurus dan Lupus X-1 dalam konstelasi bintang
Lupus. Dua yang disebut terakhir belum dipastikan sebagai lubang hitam,
termasuk 339 sumber sinar-X lainnya yang dideteksi selama 2,5 tahun masa
operasi Uhuru.
Eksplorasi sumber sinar-X di kosmis masih dilanjutkan oleh satelit HEAO
(High Energy Astronomical Observatory) atau Einstein Observatory tahun 1978.
Satelit ini menemukan bintang ganda yang lain dalam konstelasi Circinus, yakni
Circinus X-1 serta V861 Scorpii dan GX339-4 dalam konstelasi bintang Scorpius.
Tahun 1999, dengan biaya 2,8 milyar dollar, AS masih meluncurkan teleskop
Chandra, guna menyingkap misteri lubang hitam. The Chandra X-ray Observatory
sepanjang 45 kaki milik NASA ini telah berhasil membuat ratusan gambar resolusi
tinggi dan menangkap adanya lompatan-lompatan sinar-X dari pusat galaksi Bima
Sakti berjarak 24.000 tahun cahaya dari Bumi. Mencengangkan, karena bila memang
benar demikian (lompatan sinar-X itu) menunjukkan adanya sebuah lubang hitam di
jantung Bima Sakti, maka teori Albert Einstein kembali benar. Ia menyatakan,
bahwa di jantung setiap galaksi terdapat lubang hitam!
“Dugaan semacam itu sungguh sangat dekat dengan kenyataan,” kata Frederick
Baganoff yang memimpin penelitian, September 2001, kepada Reuters di
Washington. Para ilmuwan pun mulai melebarkan pencarian terhadap putaran gas di
sekitar tepi-tepi jurang ketiadaan ini, layaknya mencari pusaran air.
Pencarian lubang hitam dan kebenaran teori-teori yang mendukungnya memang
masih terus dilakukan para ahli, seiring makin majunya teknologi dan ilmu
pengetahuan. Pertanyaan kemudian, bila lubang hitam bertebaran di kosmis,
apakah nanti pada saat kiamat, monster ini pula yang akan melenyapkan
benda-benda jagat raya? (ron)
Bila ditelusuri istilah lubang hitam, sebenarnya belum lah lama populer.
Dua kata ini pertama kali diangkat oleh fisikawan AS bernama John Archibald
Wheeler pada tahun 1968. Wheeler memberi nama demikian karena singularitas ini
tak bisa dilihat. Mengapa demikian? Penyebabnya tidak lain karena cahaya tak
bisa lepas dari kungkungan gravitasi singularitas yang maha dahsyat ini. Daerah
di sekitar singularitas atau lazimnya disebut sebagai Horizon Peristiwa
(radiusnya dihitung dengan rumus jari-jari Schwarzschild R = 2GM/C2 dimana G =
6,67 x 10-11 Nm2kg-2, M = kg massa lubang hitam, C = cepat rambat cahaya)
menjadi gelap. Itulah sebabnya, wilayah ini disebut sebagai lubang hitam.
Dengan tidak bisa lepasnya cahaya, serta merta sekilas kita bisa
membayangkan sendiri kira-kira seberapa besar gaya gravitasi dari lubang hitam.
Untuk mulai menghitungnya, ingatlah bahwa cepat rambat cahaya di alam mencapai
300 juta meter per detik. Masya Allah. Lalu, apalah jadinya bila benar sebuah
wahana buatan manusia tersedot ke dalam lubang hitam? Dalam hitungan
sepersejuta detik saja, tentunya dapat dipastikan wahana tersebut sudah remuk menjadi
bubur.
Lebih dua ratus tahun silam, atau tepatnya pada tahun 1783. pemikiran akan
adanya monster kosmis bersifat melenyapkan benda lainnya ini sebenarnya pernah
dilontarkan oleh seorang pendeta bernama John Mitchell. Mitchell yang kala itu
mencermati teori gravitasi Isaac Newton (1643-1727) berpendapat, bila bumi
punya suatu kecepatan lepas dari Bumi 11 km per detik (sebuah benda yang
dilemparkan tegak lurus ke atas baru akan terlepas dari pengaruh gravitasi bumi
setelah melewati kecepatan ini), tentu ada planet atau bintang lain yang punya
gravitasi lebih besar. Mitchell malah memperkirakan di kosmis terdapat suatu
bintang dengan massa 500 kali matahari yang mampu mencegah lepasnya cahaya dari
permukaannya sendiri.
Lalu, bagaimana sebenarnya lubang hitam tercipta? Menurut teori evolusi
bintang (lahir, berkembang, dan matinya bintang), buyut dari lubang hitam
adalah sebuah bintang biru. Bintang biru merupakan julukan bagi deret kelompok
bintang yang massanya lebih besar dari 1,4 kali massa matahari. Disebutkan para
ahli fisika kosmis, ketika pembakaran hidrogen di bintang biru mulai usai
(kira-kira memakan waktu 10 juta tahun), ia akan berkontraksi dan memuai
menjadi bintang maha raksasa biru. Selanjutnya, ia akan mendingin menjadi
bintang maha raksasa merah. Dalam fase inilah, akibat tarikan gravitasinya
sendiri, bintang maha raksasa merah mengalami keruntuhan gravitasi menghasilkan
ledakan dahsyat atau biasa disebut sebagai Supernova.
Supernova ditandai dengan peningkatan kecerahan cahaya hingga miliaran kali
cahaya bintang biasa kemudian melahirkan dua kelas bintang, yakni bintang
netron dan lubang hitam. Bintang netron (disebut juga Pulsar atau bintang
denyut) terjadi bila massa bintang runtuh lebih besar dari 1,4 kali, tapi lebih
kecil dari tiga kali massa matahari. Sementara lubang hitam mempunyai massa
bintang runtuh lebih dari tiga kali massa matahari. Materi pembentuk lubang
hitam kemudian mengalami pengerutan yang tidak dapat mencegah apapun darinya.
Bintang menjadi sangat mampat sampai menjadi suatu titik massa yang
kerapatannya tidak terhingga, yang disebut singularitas tadi.
Di dalam kaidah fisika, besaran gaya gravitasi berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak atau dirumuskan F ยต 1/r2. Dari formula inilah kita bisa memahami
mengapa lubang hitam mempunyai gaya gravitasi yang maha dahsyat. Dengan nilai r
yang makin kecil atau mendekati nol, gaya gravitasi akan menjadi tak hingga
besarnya.
Para ilmuwan menghitung, seandainya benda bermassa seperti bumi kita ini
akan menjadi lubang hitam, agar gravitasinya mampu mencegah cahaya keluar, maka
benda itu harus dimampatkan menjadi bola berjari-jari 1 cm!
Fakta2 Menarik mengenai BlackHole
Cahaya melengkung begitu dalam di dekat lubang hitam sehingga apabila Anda
berada dekatnya dan berdiri membelakangi, Anda akan dapat melihat berbagai
bayangan dari setiap bintang di jagat raya, dan dapat melihat bagian belakang
dari kepala Anda sendiri.
Di bagian dalam sebuah lubang hitam, ketentuan-ketentuan soal jarak dan
waktu berlaku kebalikan: seperti halnya saat ini Anda tidak dapat menghindar
dari perjalanan menuju masa depan, di dalam lubang hitam Anda tidak dapat
mengelak dari singularitas sentral.
Apabila Anda berdiri pada sebuah jarak aman dari lubang hitam dan melihat
seorang teman terjatuh ke dalamnya, dia akan terlihat bergerak melamban dan
hampir berhenti ketika sampai di tepian event horizon. Bayangan teman itu akan
memudar dengan sangat cepat. Sayangnya, dari sudut pandangnya sendiri dia akan
melintasi event horizon dengan aman, dan akan bertemu dengan ajalnya di
singularitas.
Lubang-lubang hitam adalah objek-objek yang paling sederhana di jagat raya.
Anda dapat menggambarkannya secara utuh dengan hanya mengetahui massa, olakan,
dan muatan listriknya. Sebaliknya, untuk melukiskan secara utuh sebutir debu
saja, Anda harus menjelaskan posisi dan kondisi seluruh atomnya.
Seperti yang ditemukan Hawking, lubang-lubang hitam dapat menguap, tetapi
dengan sangat lambat. Bahkan untuk seukuran massa sebuah gunung akan bertahan
selama sepuluh miliar tahun, dan untuk massa yang sama dengan matahari proses
penguapan akan selesai setelah 10^ 67 tahun.
Lubang hitam tidak meradiasikan cahaya, dan sebuah objek yang terjatuh ke
dalamnya tidak akan mampu lagi memancarkan cahayanya. Semua itu menjadikan upaya
mendeteksi lubang hitam akan sangat menantang. Hanya ketika sebuah lubang hitam
berada dalam wujudnya yang kembar dan efek gravitasi menyebabkan pasangannya
itu menghasilkan gas, kita dapat mendeteksi sinar-X. Sinar yang berasal dari
piringan-piringan di sekitar lubang hitam terlihat sangat mirip dengan sinar
yang berasal dari piringan-piringan di sekitar bintang-bintang neutron.
Anda dapat pula menduga keberadaan sebuah lubang hitam di pusat sejumlah
galaksi apabila bintang-bintang bergerak sangat cepat di sekitar sejumlah objek
yang tidak terlihat. Pernah adanya pendapat dari Prof.JownKin.H.Steel :
Bahwa “Suatu hari nanti Bumi Beserta WAKTU-WAKTU-nya akan terserap habis
oleh Monster Gravity ini”
Pernahkah
Anda mendengar tentang lubang hitam atau black hole. Black hole kemungkinan berasal dari bintang super raksasa yang telah mati.
Walaupun tidak semua bintang yang mati menjadi black hole. Berdasarkan
massanya, black hole dapat dikelompokkan menjadi empat macam, yaitu
sebagai berikut.
1. Black hole supermasif (super padat)
yang bermassa ratusan ribu hingga trilyunan kali massa Matahari. Black hole ini
biasanya terdapat di pusat sebagian besar galaksi, termasuk Bimasakti. Black
hole dengan massa terbesar yang diketahui berada di Galaksi OJ 287. Black
hole ini bermassa 18 trilyun kali massa Matahari.
2. Black hole bermassa sedang dengan massa
ratusan kali massa
Matahari. Black hole ini diduga sebagai sumber radiasi sinar-X di alam
semesta.
3. Black hole seukuran bintang (stellar-mass)
dengan batas massa terendah 1,5-3,0 kali massa Matahari dan batas maksimum15-20
kali massa Matahari. Black hole ini berasal dari satu bintang yang telah
mati.
4. Black hole mikro, termasuk black
hole mini, dengan massa jauh lebih kecil dari massa bintang. Black hole ini
diketahui tidak berasal dari proses normal evolusi sebuah bintang.
Diprediksikan bahwa black hole mikro berasal sejak tahapan awal
pembentukan alam semesta.
Keberadaan black hole sudah diramalkan sejak tahun 1783 oleh John Michelle. Dalam suratnya
kepada Henry Cavendish, John Michelle menyatakan adanya sebuah objek yang sangat padat yang dapat menyedot
cahaya yang melewatinya. Pada tahun 1796, ahli matematika Prancis, Pierre Simon
Morques de Laplace berspekulasi bahwa ada sebuah objek yang memiliki gravitasi
sangat besar sehingga cahaya yang melewatinya tidak dapat terlepas darinya.
Kemudian, fisikawan dari Princeton, John Wheeler, memperkenalkan istilah black
hole. Walaupun begitu, belum ada ilmuwan yang dapat menjelaskan bagaimana
pengaruh gravitasi terhadap cahaya.
Pada 1915, Albert Einstein mengenalkan Teori Relativitas. Menurutnya, gravitasi
dapat memengaruhi arah cahaya. Teori ini memberikan landasan terhadap
penjelasan tentang black hole. Beberapa bulan kemudian, Karl
Schwarzchild mampu menggambarkan fenomena black
hole. Menurutnya, segala sesuatu yang terperangkap dalam black hole
tidak akan dapat terlepas dari permukaan bintang, termasuk cahaya. Permukaan dimana tidak ada sesuatupun yang
dapat terlepas darinya dikenal sebagai horizon peristiwa (even horizon).
Jari-jari horizon peristiwa diberi nama jari-jari Schwarzchild. Sementara black
hole sendiri membatasi horizon peristiwa. Segala sesuatu yang terperangkap black
hole akan tersembunyi selamanya dari pandangan kita.
Ukuran black hole sebanding dengan massa bintang. Untuk bintang sedang
yang massanya seukuran dengan Matahari, diperkirakan mempunyai black hole
dengan jari-jari 3 km. Lalu, bagaimanakah kita dapat menemukan black hole
padahal ia tidak dapat dilihat dengan mata telanjang? Black hole dapat
terdeteksi dengan melihat efek gravitasinya terhadap bintang lain. Selain itu,
dapat pula dideteksi dari radiasi sinar-X. Beberapa pancaran terkuat radiasi
sinar-X dihasilkan di black hole.
Einstein dalam teorinya menyebutkan bahwa black hole ada di jantung
setiap galaksi besar. Teori ini mulai mendapatkan bukti-bukti yang cukup
mendebarkan. Sebuah teleskop, seperti teleskop Observatorium Sinar-X Chandra,
yang dipasang di luar angkasa mendeteksi munculnya sinar ultraviolet dari pusat
Galaksi Bimasakti. Bukti ini meyakinkan pada astronom bahwa Galaksi Bimasakti
mempunyai sebuah black hole di pusatnya. Bukti ini sekaligus memperkuat
teori Einstein.
Penemuan tersebut memang tidak membuktikan secara langsung memberikan
penjelasan ilmiah tentang keberadaan lubang hitam di pusat Galaksi Bimasakti.
Namun, bukti tersebut mengisyaratkan bahwa Galaksi Bimasakti mempunyai black
hole di pusatnya. Pusat galaksi ini berjarak 24.000 tahun cahaya dari Bumi.
Meskipun begitu, bukti tersebut masih mempunyai kemungkinan lainnya.
Kemungkinan tersebut adalah bahwa di pusat galaksi terdapat sekumpulan bintang
gelap (bintang yang nyaris padam) yang berdesakan.
Selain penemuan adanya sinar ultraviolet, Observatorium Chandra juga menemukan
adanya lompatan cahaya dari suram ke terang di pusat Galaksi Bimasakti.
Kemudian, para peneliti di Observatorium tersebut menghitung massa di pusat
Galaksi Bimasakti sebesar 2,6 juta kali massa Matahari. Massa sebesar itu
berdesakan di angkasa yang orbitnya kurang dari 93 juta mil. Ini adalah suatu
kepadatan yang luar biasa. Menurut hukum fisika, materi yang memiliki
sifat-sifat seperti itu adalah lubang hitam atau black hole.
