Analisis statistik terhadap 740 ledakan supernova menunjukkan bahwa lubang hitam dapat menyumbang tidak lebih dari 40 persen volume materi gelap di alam semesta, yang pada gilirannya mendorong paku lain ke dalam peti mati teori objek halo kompak astrofisika masif. Menurut teori ini, lubang hitam primordial mungkin merupakan sumber materi gelap. Pengamatan dua ilmuwan Amerika dari University of California di Berkeley meragukan teori ini.
Pada Februari 2016, para ilmuwan di Laser Interferometric Gravitational Wave Observatory (LIGO) mengumumkan era baru dalam astronomi. Para peneliti telah menemukan untuk pertama kalinya prediksi gelombang gravitasi yang diciptakan oleh sepasang lubang hitam yang bertabrakan. Selain dari penemuan itu sendiri yang luar biasa, penemuan gelombang gravitasi telah menghidupkan kembali teori lama bahwa materi gelap adalah turunan dari benda padat astrofisika masif (MACHOs), benda sangat padat yang tidak memancarkan cahaya.
Menurut asumsi modern, materi gelap dapat menyumbang hingga 85 persen dari volume semua materi di Semesta, tetapi fisikawan belum menemukan materi ini, jadi mereka tidak tahu apa itu. Topik keberadaan materi gelap menarik diskusi aktif seputar dirinya sendiri setelah astronom Amerika Vera Rubin di tahun 70-an, mempelajari kurva rotasi galaksi, mengungkapkan perbedaan antara prediksi gerakan melingkar galaksi dan gerakan yang diamati (bintang di tepi galaksi seharusnya berputar lebih lambat daripada yang lebih dekat. ke pusat galaksi, tetapi pengamatan menunjukkan bahwa kecepatan rotasi bintang luar dan dalam sebenarnya sama). Fakta ini, yang dikenal sebagai "masalah rotasi galaksi", telah menjadi salah satu bukti utama keberadaan materi gelap. Namun, pertanyaannya apakahmateri gelap apa yang masih tersisa dan tetap terbuka.
Selama beberapa dekade berikutnya, banyak kandidat telah diusulkan untuk peran materi gelap. Saat ini, yang paling populer adalah partikel seperti sumbu atau partikel yang berinteraksi lemah. Namun, objek (khususnya lubang hitam) yang diajukan beberapa dekade sebelumnya oleh teori MACHO dianggap sebagai sumber utama materi gelap. Menurut teori ini, materi gelap sebenarnya terdiri dari partikel-partikel baryonic (partikel materi biasa yang dapat dilihat) yang bergerak di ruang antarbintang, tidak terkait dengan sistem planet mana pun dan praktis (atau seluruhnya) tidak memancarkan energi apa pun. Menurut teori tersebut, MACHO dapat mewakili bintang neutron, katai coklat, planet yatim piatu dan lubang hitam primordial yang muncul tak lama setelah Big Bang.
Di tahun 90-an, teori objek MACHO sudah ketinggalan zaman. Para ilmuwan telah memfokuskan pencarian mereka untuk sumber materi gelap dalam partikel, tetapi penemuan LIGO baru-baru ini telah menghidupkan kembali minat pada lubang hitam sebagai penjelasan yang mungkin untuk materi gelap tak terlihat.
Karena objek MACHO, menurut teori, tidak memancarkan energi apa pun, bagi pengamat objek ini akan menjadi "gelap", yaitu tidak terlihat. Berdasarkan hal tersebut, para peneliti diharapkan dapat mendeteksinya dengan menggunakan efek pelensaan mikro gravitasi. Ini adalah fenomena kelengkungan gelombang cahaya objek yang diamati dalam kaitannya dengan pengamat karena medan gravitasi yang sangat kuat dari objek yang sangat padat dan masif yang terletak di antara objek yang diamati dan pengamat. Efek ini dapat secara signifikan meningkatkan kecerahan bintang yang sangat jauh dari kita dan memungkinkan kita untuk melihat objek yang tidak dapat dilihat dengan metode pengamatan tradisional biasa. Peran lensa gravitasi dapat dimainkan, misalnya oleh galaksi, gugus galaksi, dan juga lubang hitam.
Fisikawan Miguel Tsumalakraregi dan Urosh Selyak dari University of California, Berkeley telah melakukan analisis data canggih dari 740 ledakan supernova - ledakan bintang yang sangat terang - untuk melacak kontribusi lubang hitam primordial terhadap kelengkungan dan amplifikasi cahaya supernova. Ledakan supernova sering digunakan oleh para astronom untuk mengukur jarak di alam semesta, karena benda-benda tersebut memiliki kecerahan luar biasa yang menurun sangat lambat sehingga memungkinkan dilakukannya perhitungan. Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.
Para ilmuwan telah berasumsi bahwa penyimpangan kecerahan beberapa persepuluh persen, yang menunjukkan efek pelensaan mikro pada lubang hitam dan dijelaskan oleh massa materi gelap tak terlihat, akan ditemukan setidaknya pada 8 dari 740 supernova yang diamati. Namun, para ilmuwan belum menemukan satu pun deviasi yang mengindikasikan pelensaan mikro pada lubang hitam.
Video promosi:
Penemuan studi tersebut tidak mengecualikan lubang hitam sebagai sumber materi gelap, tetapi secara signifikan membatasi kontribusinya terhadap volumenya di dalam alam semesta. Diperkirakan bahwa meskipun lubang hitam memang berkontribusi pada fenomena yang terkait dengan materi gelap, jumlahnya tidak lebih dari 40 persen. Menurut penulis, mereka sudah dan belum menerbitkan hasil analisis yang lebih lengkap, yang mencakup lebih dari 1.000 supernova dan memaksa mereka untuk menurunkan angka ini - hingga maksimum 23 persen.
“Kami kembali ke diskusi normal lagi. Apakah materi gelap itu? Sepertinya kita kehabisan pilihan. Ini adalah tantangan bagi generasi berikutnya,”kata Profesor Urog Selyak.
