Lubang hitam adalah area luar angkasa di mana ada begitu banyak massa dalam volume kecil sehingga ada cakrawala peristiwa - area ruang di mana tidak ada, bahkan cahaya, yang bisa lolos. Namun, ini tidak berarti lubang hitam menyedot materi. Mereka hanya menariknya. Editor Sains Forbes membubarkan salah satu mitos tentang Lubang Hitam.
Lubang hitam adalah area luar angkasa di mana ada begitu banyak massa dalam volume kecil sehingga ada cakrawala peristiwa - area ruang di mana tidak ada, bahkan cahaya, yang bisa lolos. Tetapi ini tidak berarti bahwa lubang hitam menyedot materi. Mereka hanya menariknya.
Lubang hitam mungkin adalah benda paling aneh dan paling menakjubkan di alam semesta. Di sana, massa yang sangat besar terkonsentrasi dalam volume yang sangat kecil, dan lubang hitam pasti akan runtuh ke keadaan singularitas, dikelilingi oleh cakrawala peristiwa di mana tidak ada yang bisa melewatinya. Ini adalah objek terpadat di alam semesta. Ketika sesuatu terlalu dekat dengan mereka, kekuatan lubang hitam merobeknya. Ketika materi, antimateri, atau radiasi melintasi cakrawala peristiwa, mereka jatuh ke pusat lubang hitam, memperbesarnya dan menambah massanya.
Sifat lubang hitam ini memang ada, dan semuanya benar. Tetapi ada satu gagasan yang terkait dengan ini, yang merupakan fiksi mutlak: bahwa lubang hitam menyedot materi di sekitarnya. Ini sangat jauh dari kebenaran, dan ini adalah distorsi total dari gambaran gravitasi. Mitos terbesar tentang lubang hitam adalah bahwa mereka menyedot materi. Dan inilah kebenaran ilmiahnya.
Secara prinsip dan praktis, lubang hitam dapat terbentuk dengan berbagai cara. Bintang besar dan masif bisa menjadi supernova, inti pusatnya runtuh dan membentuk lubang hitam. Anda dapat melihat bagaimana dua bintang neutron bergabung, dan jika mereka melewati ambang massa tertentu, maka hasilnya adalah lubang hitam baru. Entah sekelompok besar materi (bintang supermasif atau awan raksasa gas menyusut) runtuh dan langsung berubah menjadi lubang hitam.
Jika ada cukup massa dalam volume ruang yang cukup terkonsentrasi, cakrawala peristiwa terbentuk di sekitarnya. Saat kita berada di luar cakrawala peristiwa, kita dapat menjauh darinya jika kita menjauh dari lubang hitam dengan kecepatan cahaya. Tetapi jika kita berada di dalam cakrawala peristiwa, bahkan pada kecepatan cahaya, yang merupakan batas kecepatan kosmik, lintasan gerak apa pun masih akan membawa kita ke pusat lubang hitam, yaitu singularitas. Tidak mungkin untuk melarikan diri dari lubang hitam saat berada di dalam cakrawala peristiwa.
Namun benda di luar lubang hitam juga memiliki banyak masalah. Lubang hitam sangat besar sehingga jika kita mendekati salah satunya, kita mulai mengalami gaya pasang surut yang signifikan. Anda mungkin familiar dengan gaya pasang surut ini jika Anda tahu apa itu bulan dan bagaimana interaksi bulan dengan bumi.
Tentu saja, Bulan dan Bumi dapat dianggap sebagai titik material yang saling berjauhan pada jarak yang relatif besar yaitu 380 ribu kilometer. Namun nyatanya Bumi bukanlah sebuah titik, melainkan sebuah benda yang menempati volume tertentu dan cukup nyata. Beberapa area di Bumi lebih dekat ke Bulan daripada yang lain. Mereka yang lebih dekat, mengalami kekuatan tarik lebih dari rata-rata. Mereka yang jauh mengalami gravitasi kurang dari rata-rata.
Video promosi:
Namun ada fitur lain selain perbedaan jarak. Seperti semua benda fisik, Bumi adalah tiga dimensi. Ini berarti bahwa “atas” dan “bawah” Bumi (jika dilihat dari Bulan) tertarik ke dalam, menuju pusatnya relatif terhadap bagian-bagian yang berada di tengah.
Dengan semua ini, jika kita mengurangi gaya rata-rata yang ada di titik mana pun di Bumi, kita akan melihat bahwa berbagai titik di permukaan terpapar gaya eksternal dari Bulan dengan cara yang berbeda. Garis-garis gaya ini membentuk gaya relatif yang bekerja pada benda dan menjelaskan mengapa benda di bawah pengaruh gaya pasang surut ditarik ke arahnya dan dikompresi tegak lurus terhadap arah gaya ini.
Semakin dekat kita dengan benda masif, semakin besar gaya pasang surutnya. Mereka tumbuh lebih cepat dari gravitasi! Karena lubang hitam memiliki massa yang sangat besar tetapi sangat kompak, lubang hitam menciptakan gaya pasang surut terkuat di alam semesta. Untuk alasan ini, saat kita mendekati lubang hitam, kita meregangkan lebih banyak lagi, menjadi seperti spageti tipis.
Berdasarkan ini, sangat mudah untuk memahami mengapa lubang hitam dapat menyedot kita. Semakin kita mendekatinya, semakin kuat gaya tarikannya, dan semakin besar gaya pasang surut mulai meregang dan merobek kita.
Namun, gagasan bahwa kita bisa tersedot ke dalam lubang hitam adalah salah. Setiap partikel yang menyusun benda yang berada di bawah pengaruh lubang hitam tetap mematuhi hukum fisika terkenal, termasuk aturan kelengkungan ruang-waktu dari relativitas umum.
Ya, karena adanya massa, jalinan ruang angkasa melengkung, dan lubang hitam adalah kumpulan massa terbesar di alam semesta. Tetapi juga benar bahwa massa jenis massa ini sama sekali tidak mempengaruhi kelengkungan ruang. Jika katai putih, bintang neutron, atau lubang hitam dengan massa yang sama menggantikan Matahari, gaya pengaruh gravitasi di Bumi tidak akan berubah. Ruang di sekitar kita dibengkokkan oleh massa total secara keseluruhan, dan kepadatan praktis tidak ada hubungannya dengan itu.
Dari kejauhan, lubang hitam terlihat seperti massa lainnya di alam semesta. Tetapi jika kita mendekatinya pada jarak minimum beberapa jari-jari bola Schwarzschild, maka kita mulai melihat penyimpangan dari gravitasi Newtonian. Namun, lubang hitam tetap bertindak hanya sebagai pusat gravitasi, dan objek yang mendekatinya mengorbit dalam orbit normal: lingkaran, elips, parabola, atau hiperbola dengan perkiraan yang sangat baik.
Gaya pasang surut dapat menyebabkan benda yang mendekat meregang dan terkoyak. Dan saat materi terakumulasi di sekitar lubang hitam dalam bentuk piringan akresi, konsekuensi tambahan seperti medan magnet, gesekan dan pemanasan dapat muncul. Akibat dampak tambahan ini, sebagian materi akan melambat dan tertelan lubang hitam, namun sebagian besar masih tertinggal di luar.
Faktanya tetap bahwa lubang hitam tidak menyedot apapun. Semua benda biasa lainnya (bulan, planet, bintang) memiliki gaya yang sama seperti lubang hitam. Bagaimanapun, itu semua hanya gravitasi. Perbedaan terbesar adalah bahwa lubang hitam lebih padat daripada kebanyakan objek, mengambil volume yang jauh lebih sedikit di luar angkasa, dan bisa jauh lebih masif daripada objek lain. Saturnus diam-diam terbang di orbitnya mengelilingi Matahari, tetapi jika alih-alih Matahari di pusat Bima Sakti kita menempatkan lubang hitam, yang massanya empat juta kali massa bintang kita, maka gaya pasang surut akan memecah Saturnus, mengubahnya menjadi cincin raksasa, dan itu akan menjadi bagian integral dari piringan akresi lubang hitam yang sama ini. Dan jika ada cukup gesekan, pemanasan dan percepatan dengan adanya gravitasi yang dihasilkan oleh materi,medan listrik dan magnet, maka lama kelamaan akan jatuh ke dalam dan tertelan.
Tampaknya lubang hitam hanya menyerap materi, karena sangat masif, dan gaya pasang surut serta materi yang terkumpul di sekitar lubang hitam bersama-sama dapat merobek benda-benda eksternal menjadi beberapa bagian, setelah itu sebagian dari benda tersebut, di bawah pengaruh gaya tarik, akan berada di dalam cakram akresi, dan seiring waktu dan di dalam lubang hitam itu sendiri. Tapi lubang hitam sangat pemilih, dan sebagian besar materi yang lewat di dekatnya dimuntahkan kembali dalam satu atau lain bentuk. Dan hanya sebagian kecil yang masuk ke dalam cakrawala peristiwa, memaksa lubang hitam tumbuh secara bertahap.
Jika kita mengganti semua massa di Semesta dengan lubang hitam dengan massa yang sesuai, dan kemudian menghilangkan semua yang menciptakan gesekan, katakanlah, piringan akresi, maka lubang hitam akan menyedot sangat sedikit. Partikel-partikel tersebut hanya akan mengalami gesekan akibat radiasi gelombang gravitasi, melewati ruangwaktu melengkung yang ditimbulkan oleh lubang hitam. Menurut teori Einstein, hanya materi yang ada di dalam dan di tengah orbit siklik yang stabil yang akan diserap ke dalam. Ini dapat diabaikan dibandingkan dengan apa yang ada di dalam cakrawala peristiwa dalam realitas fisik kita.
Akibatnya, kita hanya memiliki gaya gravitasi dan ruang-waktu melengkung yang muncul dari keberadaan massa-massa ini. Gagasan bahwa lubang hitam menyedot sesuatu adalah mitos terbesar. Mereka meningkat karena gravitasi, dan tidak ada yang lain. Tapi di alam semesta ini sudah lebih dari cukup.
Ethan Siegel
