Lubang Hitam (Black Hole) UPDATED

Teori adanya lubang hitam pertama kali diajukan pada abad ke-18 oleh John Michell dan Pierre-Simon Laplace, selanjutnya dikembangkan oleh astronom Jerman bernama Karl Schwarzschild, pada tahun 1916, dengan berdasar pada teori relativitas umum dari Albert Einstein, dan semakin dipopulerkan oleh Stephen William Hawking. Pada saat ini banyak astronom seperti charis yang percaya bahwa hampir semua galaksi dialam semesta ini mengelilingi lubang hitam pada pusat galaksi.

Adalah John Archibald Wheeler pada tahun 1967 yang memberikan nama "Lubang Hitam" sehingga menjadi populer di dunia bahkan juga menjadi topik favorit para penulis fiksi ilmiah. Kita tidak dapat melihat lubang hitam akan tetapi kita bisa mendeteksi materi yang tertarik / tersedot ke arahnya. Dengan cara inilah, para astronom mempelajari dan mengidentifikasikan banyak lubang hitam di angkasa sehingga diperkirakan di angkasa dihiasi oleh jutaan lubang hitam.

Pada dasarnya, lubang hitam adalah sesuatu bermassa masif yang volumenya dipadatkan sedemikian rupa sehingga gaya gravitasinya sangat kuat dan membuat benda apapun tidak bisa berada di horizon peristiwa nya.

Lubang hitam terbentuk dari bintang berukuran masif dan padat (sekitar 8-100x massa matahari) yang telah kehabisan tenaga nuklirnya, sehingga seluruh materi dalam bintang tersebut termakan oleh gravitasinya sendiri, dan terus memadat hingga volumenya mendekati nol. Di sekolah, kita diajarkan bahwa rumus dari gravitasi adalah G dikali M1 dikali M2 dan dibagi kuadrat jarak antara kedua massa. Nah, dari persamaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin dekat jarak antar massa, maka semakin kuat pula gaya gravitasi antara dua massa tersebut. Bayangkan, massa sebuah lubang hitam sangatlah massif, dan massa yang luar biasa besar itu dipadatkan dengan volume mendekati 0. Seberapa besarkah gaya gravitasinya? sangat besar tentunya ;)

Perlu diketahui, teori mengenai gravitasi yang telah disampaikan oleh penulis adalah teori yang dikemukakan oleh Newton. Nah, untuk memperjelas pengetahuan kita mengenai lubang hitam, mari kita bahas sedikit tentang teori gravitasi Einstein

Menurut Einstein, keberadaan sebuah benda dengan massa yang sangat masif akan menimbulkan sebuah lekukan pada dimensi ruang waktu tempat benda itu berada. Jadi, mari kita ambil cahaya sebagai contoh. Cahaya terhisap ke dalam lubang hitam  karena cahaya menjalar mengikuti bentuk dimensi ruang dan waktu yang melekuk akibat adanya massa yang sangat masif dalam sebuah lubang hitam. Untuk  lebih jelasnya bayangkanlah ini. Ada sebuah matras yang sangat luas, dan di tengah tengah matras itu diletakkan sebuah bola bowling yang sangat berat (Lubang hitam), bayangkan saja bola ini begitu beratnya sehingga matras menjadi seperti berlubang di tengah tengahnya. Sekarang bayangkan ada sebuah bola pimpong yang digelindingkan mendekati tempat bola bowling itu berada, tapi tidak benar benar tepat sasaran sehingga bola pimpong tersebut tidak menabrak bola bowling. Anggaplah bola pimpong ini adalah foton, atau partikel cahaya. Begitu bola pimpong ini bergulir di area matras yang terlekuk akibat bola bowling yang berat itu, bola pimpong akan berbelok, tapi terus berguling. Semakin jauh bola pimpong berjalan dari bola bowling, maka akan semakin sedikit belokannya, tapi jika semakin dekat, maka semakin besar belokannya, dan jika sangat dekat, maka bola pimpong ini akan masuk ke dalam lubang yang tercipta karena adanya bola bowling. Nah, jarak dimana bola pimpong tersebut masuk ke dalam lubang adalah sesuatu yang kita sebut dengan nama horizon peristiwa, atau sebuah tempat dimana tidak ada satupun benda yang dapat lolos dari sebuah lubang hitam, termasuk cahaya.

Horizon peristiwa ini adalah sebuah daerah di sekitar lubang hitam dimana kecepatan yang dibutuhkan oleh sebuah benda untuk dapat lolos dari daerah itu lebih besar dari kecepatan cahaya. Menurut Einstein, tidak ada benda yang dapat bergerak dengan kecepatan sama dengan kecepatan cahaya, artinya, tidak ada benda yang dapat lolos dari lubang hitam.

Besar horizon peristiwa ini sama besar dengan kondisi asli bintang sebelum menjadi lubang hitam. Jadi misalkan ada keajaiban dimana matahari berubah menjadi sebuah lubang hitam, maka bumi tidak akan terhisap ke dalamnya, dan terus berputar sebagaimana mestinya. tapi jika bumi mendekati lubang hitam tersebut hingga jarak antara singularitas (inti lubang hitam) dan bumi lebih dekat dari radius asli matahari, barulah bumi akan terhisap ke dalamnya.

Sampai, sini, kita dapat menyimpulkan bahwa tidak ada satupun benda yang dapat lolos dari lubang hitam, dan maka dari itu, kita dapat menyimpulkan bahwa lubang hitam dan horizon peristiwanya tidak dapat mengecil dan hanya dapat membesar. Tapi benarkah itu? Menurut Stephen Hawking, tidak!

Partikel-antipartikel tercipta
lalu menghilangkan satu sama lain

Untuk memperjelas pengetahuan kita mengenai teori yang dikemukakan oleh Hawking, pertama-tama kita harus mengetahui bahwa sesuatu yang selama ini kita nyatakan sebagai ruang hampa, sebenarnya tidak benar-benar hampa, karena selalu ada pasangan foton-graviton dan partikel-antipartikel yang terus menerus bermunculan di seluruh penjuru alam semesta. Pasangan-pasangan ini selalu muncul di sembarang tempat di alam semesta, dan dengan cepat bertemu kembali dan melenyapkan satu sama lain. (Lebih jelas baca antimateri). Menurut Hawking, pasangan partikel-antipartikel ini selalu bermunculan, begitu juga di bagian dekat dengan horizon peristiwa dari suatu lubang hitam. Menurutnya, pada saat pasangan partikel-antipartikel muncul di dekat horizon peristiwa sebuah singularitas (black hole), bisa saja antipartikelnya terhisap ke dalam singularitas sedangkan partikelnya tidak. Ini dapat membuat seolah-olah ada benda yang dapat keluar dari lubang hitam (Inilah yang disebut dengan radiasi hawking). Lalu bagaimana dengan antipartikel yang masuk kedalam lubang hitam? Antipartikel akan melenyapkan diri bersama sebuah partikel di dalam lubang hitam, yang membuat volumenya mengecil dan begitu pula dengan horizon peristiwanya.

Jika begitu, maka bisa saja sebuah lubang hitam terus menerus kehilangan materinya sehingga lubang hitam tersebut hilang. Tapi menurut Hawking, alam semesta akan sudah lama berakhir sebelum sebuah lubang hitam dapat sampai ke fase ini

Ditulis oleh: Anak SMA
Sumber: astronomi.us
             Stephen Hawking : Pencarian teori segala hal
             Stephen Hawking : A Briefer History Of Time

Diperbolehkan mengcopy-paste artikel dari blog ini dengan syarat tetap mencantumkan sumber