Lubang hitam mungkin adalah benda paling aneh dan paling misterius di alam semesta yang diketahui. Tidak ada yang pernah melihatnya, tetapi para ilmuwan yakin bahwa mereka ada. Mereka tidak hanya diprediksi oleh Einstein, kehadiran mereka secara tidak langsung dikonfirmasi oleh pengaruh yang mereka miliki terhadap ruang-waktu di sekitar mereka. Kami tahu sesuatu tentang benda-benda ini, tetapi kami bahkan tidak tahu lebih banyak. Menurut para ilmuwan, memahami fenomena lubang hitam dan, khususnya, proses-proses yang terjadi di pusatnya, akan memungkinkan kita tidak hanya untuk memahami, tetapi juga memberi kita kesempatan untuk mengontrol kekuatan yang sangat mendasar dari alam, misalnya, gravitasi yang sama.
Setiap tahun, para ilmuwan melaporkan penemuan yang terkait dengan lubang hitam, selangkah demi selangkah, yang mengarah pada pemahaman yang lebih dekat tentang sifatnya. Hari ini kita akan berbicara tentang sepuluh yang terbaru.
Banyak lubang hitam bermassa menengah
Di antara keluarga lubang hitam, mungkin yang paling menonjol adalah apa yang disebut lubang hitam bermassa medium (atau menengah). Ini adalah lubang hitam, yang massanya secara signifikan lebih besar dari massa lubang hitam berskala bintang (dari 10 hingga beberapa puluh massa matahari), tetapi jauh lebih kecil dari lubang hitam supermasif (dari satu juta hingga ratusan juta massa matahari). Sebelumnya, diasumsikan bahwa jenis lubang hitam ini terjadi jauh lebih jarang daripada dua kelas lain yang ditunjukkan, tetapi penemuan baru-baru ini membantah pendapat ini.
Pada 2018, para ilmuwan menemukan tempat di mana benda-benda semacam itu paling sering ditemukan. Untuk alasan yang tidak dapat dijelaskan sejauh ini, lubang hitam bermassa sedang paling sering ditemukan di pusat galaksi kecil. Setelah para ilmuwan menemukannya, lubang hitam langka itu tidak lagi langka. Selain itu, penemuan ini dapat membantu memecahkan misteri lain yang terkait dengan lubang hitam.
Salah satu pertanyaan paling mendesak dari astronomi modern adalah sifat lubang hitam supermasif. Para ilmuwan tidak dapat memahami bagaimana beberapa lubang hitam supermasif yang ditemukan di galaksi yang relatif kompak telah tumbuh sangat cepat ukurannya sejak Big Bang. Lubang hitam bermassa sedang yang sama tersebut dapat menunjukkan jawaban yang benar. Menurut salah satu asumsi, lubang hitam supermasif dapat tumbuh dari lubang hitam dengan massa rata-rata, menurut asumsi lain - mereka dilahirkan dengan cara seperti itu sejak awal. Tapi bagaimana caranya? Ilmuwan belum bisa memberikan jawaban pasti, tetapi tampaknya mereka mulai bergerak ke arah yang benar.
Video promosi:
Benda misterius di dekat Sagitarius A *
Sagitarius A * adalah lubang hitam supermasif yang terletak di pusat galaksi kita. Pada awal 2000-an, para ilmuwan menemukan dua benda misterius di sebelahnya. Mereka dijuluki objek kelas-G dan awalnya disalahartikan sebagai awan gas dan debu. Misteri bermula setelah benda-benda tersebut mendekati lubang hitam. Alih-alih terkoyak oleh gravitasi kuat dari lubang hitam supermasif, objek G1 dan G2 entah bagaimana bisa bertahan.
Pada tahun 2018, para ilmuwan menemukan tiga objek kelas G (G3, G4, G5) di dekat Sagitarius A *. Analisis data yang dikumpulkan selama 12 tahun akhirnya belum mengklarifikasi gambaran tersebut bagi para astronom. Objek menarik perhatian karena sifatnya yang tidak biasa. Kelima objek G memiliki ciri visual khas awan gas, tetapi berperilaku seperti bintang bermassa besar.
Berdasarkan hal ini, para ilmuwan membuat asumsi bahwa mereka bertemu dengan jenis bintang yang sangat langka, tidak seperti biasanya di galaksi kita. Para ilmuwan menjelaskan kemunculan objek-objek ini dengan kondisi unik di sekitar lubang hitam supermasif: di sini, di bawah pengaruh gravitasi yang kuat, bintang-bintang biner dapat runtuh untuk membentuk satu objek besar yang diselimuti oleh gas tebal dan selubung debu. Meski demikian, para ilmuwan mencatat bahwa tidak semua objek memiliki orbit yang sama di sekitar lubang hitam, sehingga mereka belum dapat secara akurat menjelaskan sifat fenomena yang mereka lihat.
Lubang hitam tertua
Penemuan lubang hitam tertua bukan hanya soal usia. Penemuan lelaki tua ini dapat membantu kita memecahkan banyak misteri menarik yang terkait dengan era ketika bintang-bintang pertama di alam semesta baru saja mulai menyala.
Menurut ilmuwan, lubang hitam ULAS J1342 + 0928 yang ditemukan pada 2017 lahir hanya sekitar 690 juta tahun setelah Big Bang. Ketika kosmos hanya berumur 5 persen dari usia sekarang, lubang hitam ini sudah 800 juta kali massa Matahari kita saat ini.
Objek tersebut terletak sekitar 13,1 miliar tahun cahaya dari Bumi dan terbentuk pada masa-masa awal alam semesta. Periode ini sering disebut era reionisasi, ketika bintang pertama, galaksi, gugusan dan superkluster galaksi mulai muncul akibat tarikan gravitasi. Gambaran lengkap dari reionisasi masih belum jelas bagi para ilmuwan, sehingga lubang hitam yang muncul selama periode ini tentunya bisa menjadi salah satu sumber informasi baru yang paling menarik.
Seperti disebutkan di atas, para ilmuwan juga tidak dapat memahami bagaimana dalam waktu sesingkat itu setelah Big Bang, lubang hitam dapat mengakumulasi massa dalam jumlah yang sangat besar. Objek seperti ULAS J1342 + 0928 dapat menjelaskan pertanyaan ini, tetapi untuk menarik beberapa kesimpulan, alangkah baiknya jika menemukan setidaknya beberapa dinosaurus ruang angkasa yang serupa. Sayangnya, lubang hitam di era reionisasi sangatlah langka.
Lubang hitam yang tumbuh paling cepat
Pada tahun 2018, para ilmuwan menemukan lubang hitam "kelaparan" di alam semesta yang diketahui. Setiap hari, setiap detik, ia mengkonsumsi massa yang setara dengan massa Matahari kita, yang karenanya ia juga tumbuh dengan cepat. Beruntung bagi kami, dia sangat jauh. Jika monster ini berada di pusat Bima Sakti, maka sinar-X yang dibuatnya akan mensterilkan Bumi dari kehidupan apa pun.
Ketika para ilmuwan menemukan cahaya pertama dari quasar J2157-3602 yang terkait dengan lubang hitam ini, usianya diperkirakan mencapai 12 miliar tahun. Segera setelah para ilmuwan memastikan bahwa memang ada lubang hitam di sebelah quasar, massanya sudah sekitar 20 miliar massa matahari. Saat ini, para astronom tidak dapat menjelaskan alasan pertumbuhan lubang hitam yang cepat.
Satu-satunya hal yang diketahui tentang objek ini adalah nafsu makannya memanaskan gas dan debu di sekitarnya sedemikian rupa sehingga kecerahannya akan dengan mudah menutupi cahaya hampir semua bintang di langit.
Kluster tersembunyi
Satu gugus galaksi bisa berisi ratusan atau bahkan ribuan galaksi. Kelompok ini dianggap oleh para ilmuwan sebagai beberapa objek terbesar di alam semesta. Apakah menurut Anda bohong besar seperti itu tidak mungkin disembunyikan dengan satu objek luar angkasa? Anda salah. Satu quasar membuktikan sebaliknya.
Objek yang ditemukan bernama PKS1353-341 dan pada awalnya dimaksudkan sebagai galaksi yang terpisah, dengan wilayah tengah yang sangat terang. Namun, para astronom di Massachusetts Institute of Technology pada 2018 menemukan kebenaran yang telah disembunyikan selama beberapa dekade sejak objek tersebut ditemukan. Ternyata objek tersebut bukanlah galaksi, melainkan satu quasar (wilayah gas panas yang mengelilingi lubang hitam supermasif), yang terletak di pusat seluruh gugus galaksi yang terletak 2,4 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Quasar sangat terang sehingga menutupi seluruh ruang di sekitarnya yang berisi ratusan galaksi. Ilmuwan dari MIT menghitung kecerahannya dan ternyata itu 46 miliar kali lebih terang dari Matahari. Menurut para peneliti, kecerahan ekstrem tersebut dikaitkan dengan penyerapan sejumlah besar materi di sekitarnya oleh lubang hitam supermasif pusat.
Sistem ganda
Misteri lain bagi para ilmuwan adalah apa yang disebut ganda, yaitu lubang hitam berpasangan yang membungkus satu sama lain. Kasus tabrakan lubang hitam telah dicatat oleh para ilmuwan di masa lalu. Dua diidentifikasi pada 2015, dan satu lagi pada 2017. Anehnya, berkat yang terakhir ini, para ilmuwan untuk pertama kalinya menjadi saksi langsung dari fenomena yang sama langka itu.
Sinyal yang diterima dari tabrakan dua lubang hitam menunjukkan tanda-tanda riak gravitasi dalam ruang-waktu - perubahan medan gravitasi, merambat seperti gelombang. Dalam hal ini, kedua lubang hitam tidak dihancurkan, tetapi digabungkan menjadi satu kesatuan - lubang hitam supermasif, bahkan lebih besar ukurannya daripada nenek moyangnya.
Ilmuwan memiliki dua asumsi tentang sifat kemunculan sistem dari lubang hitam biner. Menurut satu, lubang hitam biner muncul ketika sistem bintang biner mati. Menurut yang kedua, lubang hitam terbentuk secara independen satu sama lain dan setelah itu, melayang di angkasa, mereka tertarik satu sama lain di bawah pengaruh gaya gravitasi.
Gelembung mematikan
Pada 2018, fisikawan menyarankan skenario kiamat lain: Bumi bisa dihancurkan oleh lubang hitam. Setahun sebelumnya, dunia ilmiah merayakan konfirmasi penemuan gelombang gravitasi, sebuah fenomena yang membentang dan mengontrak struktur realitas. Kekuatan ini mematikan.
Dalam teori baru, para ilmuwan dari Universitas Princeton meramalkan salah satu skenario tentang apa yang dapat terjadi jika, sebagai akibat dari bencana alam kosmik berenergi tinggi (misalnya, ketika dua lubang hitam atau dua bintang neutron bergabung), gelombang gravitasi yang muncul bertabrakan satu sama lain.
Untuk tujuan ilustrasi, gelombang gravitasi sering dibandingkan dengan lingkaran di dalam air yang terjadi saat batu dilempar. Namun, jika sebuah partikel atau benda bergerak dengan kecepatan cahaya, gelombang gravitasi bidang dapat muncul. Menurut para ilmuwan, jika gelombangnya cukup besar, maka tabrakannya bisa menciptakan lubang hitam raksasa yang akan mengubah ruang dan waktu di area luar angkasa yang sangat luas.
Jika ini terjadi di sebelah Bumi, maka tidak hanya semua makhluk hidup, tetapi juga planet itu sendiri dan seluruh tata surya akan berakhir.
Lubang Hitam Rogue
Para ilmuwan telah berulang kali bertanya-tanya tentang kemungkinan galaksi "mengeluarkan" lubang hitam pusatnya. Namun, dalam waktu yang lama, para astronom tidak bisa menemukan bukti fenomena ini. Namun pada 2017, galaksi 3C186 menghadirkan kejutan nyata bagi penjelajah luar angkasa.
Menurut para ilmuwan, sebelumnya galaksi 3C186 adalah dua galaksi terpisah, yang pada suatu saat dalam sejarah mereka bergabung menjadi satu. Galaksi baru ini mengambil garis besar dan bentuk yang cukup jelas, bukannya struktur yang diduga tidak teratur, tetapi kejutan utama datang dari pusatnya: para ilmuwan, yang penuh harapan untuk menemukan lubang hitam supermasif di dalamnya, tidak menemukan apa pun.
Belakangan, lubang hitam masih ditemukan, hanya 35.000 tahun cahaya dari pusat galaksi 3C186. Ketika dua gugus bintang bertabrakan, lubang hitam galaksi pusatnya bertabrakan, akhirnya menciptakan lubang hitam supermasif. Peristiwa ini kemungkinan besar menciptakan gelombang gravitasi yang sangat kuat yang mendorong lubang hitam yang baru terbentuk ini keluar dari galaksi, jelas para ilmuwan.
Namun, ini ternyata tidak mudah, lanjut para peneliti. Ejeksi lubang hitam dari pusat galaksi membutuhkan energi yang setara dengan ledakan 100 juta supernova. Para ilmuwan masih belum menemukan apa yang sebenarnya terjadi di sana, tetapi sudah menjadi jelas bahwa ada kekuatan yang dapat menahan bahkan kekuatan lubang hitam itu sendiri.
Menariknya, lubang hitam nakal terus bergerak menuju tepi galaksi. Dengan kecepatan saat ini, itu akan benar-benar dikeluarkan dari luar dalam waktu sekitar 20 juta tahun.
Membalik waktu
Lubang hitam terbentuk ketika keruntuhan gravitasi (kompresi) dari bintang yang cukup masif terjadi, atau runtuhnya bagian tengah galaksi atau gas protogalaktik. Pada saat ini, radiasi gamma dalam jumlah besar terlempar ke luar angkasa. Yang terakhir, pada gilirannya, adalah peristiwa elektromagnetik paling terang yang terjadi di alam semesta dan masih belum sepenuhnya dipahami oleh para ilmuwan.
Pada tahun 2018, tanda-tanda yang sangat aneh ditemukan dalam sinyal sinar gamma yang ditangkap, yang menurut peneliti dari NASA, dapat diartikan sebagai "pembalikan waktu." Biasanya, setiap peristiwa sinar gamma memancarkan bentuk gelombang khas yang tidak pernah berulang. Sinyal yang terdeteksi mengandung anomali yang ternyata tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang model teoretis mana pun. Sinyal-sinyal ini adalah struktur seperti gelombang khusus yang berputar dalam waktu seolah-olah permulaannya adalah di akhir ledakan, dan berakhir - pada saat-saat pertama ledakan.
Bagi beberapa fisikawan, pengamatan seperti itu sudah cukup untuk mengklaim bukti pembalikan waktu. Menurut penjelasan lain dan, kemungkinan besar, lebih realistis, sinar pancaran sinar gamma dalam perjalanannya dapat bertabrakan dengan beberapa materi, yang memberi gelombang tanda yang diterima oleh para ilmuwan untuk perjalanan waktu yang berlawanan. Sangat mungkin bahwa sinar-sinar tersebut mengenai suatu jenis akumulasi materi, yang bekerja padanya seperti permukaan yang memantulkan cahaya. Namun demikian, kemungkinan tidak dikecualikan bahwa kita berbicara tentang hukum fisika yang benar-benar baru, contoh pertama adalah ilmuwan pada tahun 2018.
Hantu alam semesta yang hilang
Pada bulan Agustus tahun ini, fisikawan Inggris di Universitas Oxford Roger Penrose membuat pernyataan yang sangat lantang. Dia dan timnya berpendapat bahwa sebelum munculnya alam semesta kita, yaitu, sebelum Big Bang, ada alam semesta lain. Kesimpulan ini dipicu oleh serangkaian anomali cahaya yang diamati dalam radiasi latar gelombang mikro, yang menurut Penrose, adalah spiral cahaya yang tersisa dari lubang hitam milik alam semesta sebelumnya, yang ada sebelum Big Bang.
Dalam salah satu teorinya, fisikawan Inggris yang lebih terkenal, Stephen Hawking, menyatakan bahwa lubang hitam, setelah kehilangan sebagian besar partikelnya, menghilang. Partikel hipotetis ini disebut graviton. Mereka tidak memiliki massa, tidak ada muatan listrik atau muatan lain, tetapi pada saat yang sama mereka memiliki energi dan karenanya berpartisipasi dalam interaksi gravitasi.
Ketika satu alam semesta mati dan yang baru muncul, graviton ini, menurut Penrose, menjadi bagian dari alam semesta baru. Ilmuwan dan koleganya yakin bahwa mereka menemukan "sisa-sisa" yang masih hidup ini dalam radiasi gelombang mikro latar. Mereka menyebut anomali cahaya yang terdeteksi sebagai "poin Stephen Hawking". Jika pengamatan para ilmuwan dikonfirmasi, kita akan menghadapi revisi serius dari teori Big Bang.
Nikolay Khizhnyak
