Fisikawan saat ini mengalami zaman keemasan pengetahuan baru tentang lubang hitam. Sejak 2015, para peneliti dapat menerima sinyal langsung dari lubang hitam menggunakan observatorium gelombang gravitasi dengan interferometer laser (LIGO), sedangkan observatorium seperti teleskop Horizon Acara (EHT), dapatkan gambar pertama bayangan lubang hitam. Tidak terkecuali tahun ini, dengan hasil panen segar dan unik yang memperluas cakrawala pengetahuan kita tentang lubang hitam. Di sini kita melihat beberapa penemuan paling mengesankan di tahun 2020.
Seolah menegaskan bahwa 2020 adalah tahun penelitian lubang hitam, pencapaian utama sains adalah Penghargaan Nobel - dianugerahkan pada bulan Oktober kepada tiga fisikawan yang karyanya menjelaskan kehidupan benda-benda luar angkasa misterius ini.
Roger Penrose dari University of Oxford di Inggris menerima setengah dari hadiah "untuk penemuan bahwa pembentukan lubang hitam adalah prediksi yang kuat dari relativitas umum," sementara Andrea Guez dari University of California, Los Angeles dan Reinhard Hansel dari University of Bonn dan Institut Fisika Luar Angkasa Max Planck di Jerman berbagi setengah lainnya "untuk penemuan objek kompak supermasif di pusat galaksi kita," kata Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia dalam sebuah pernyataan. Andrea Guez hanya wanita keempat yang memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika, setelah Marie Curie pada tahun 1903, Maria Heppert-Mayer pada tahun 1963, dan Donna Strickland pada tahun 2018.
LIGO dan mitra Eropanya Virgo amati lubang hitam melalui gelombang gravitasi dalam struktur ruang-waktu, yang terbentuk ketika benda-benda masif berosilasi.
Beberapa penemuan mengesankan telah dibuat di fasilitas tersebut. Namun pada bulan Mei, kolaborasi tersebut mengumumkan bahwa mereka telah menemukan tabrakan terbesar dengan lubang hitam dalam sejarah. Salah satunya 85 kali lebih besar dari massa Matahari, dan yang lainnya 66 kali lebih besar dari massa Matahari. Ketika mereka bertabrakan bersama, mereka membentuk lubang hitam, yang massanya melebihi massa Matahari sebesar 142 kali. Selain memecahkan rekor, penemuan itu adalah yang pertama di zona "terlarang" lubang hitam bermassa sedang. Meskipun para astronom telah melihat lubang hitam kecil seukuran Matahari kita dan mengetahui bahwa lubang hitam kolosal, jutaan kali massa Matahari, ada di pusat galaksi, tidak ada yang sebelumnya menemukan bukti lubang hitam di kisaran menengah ini. Bagaimana tepatnya mereka terbentuk tetap menjadi misteri yang sekarang coba dipecahkan oleh para ilmuwan.
Tak lama setelah Dentuman Besar Alam semesta diresapi dengan radiasi panas dan turbulen. Di beberapa daerah, energinya cukup padat untuk secara teoritis runtuh dengan sendirinya untuk membentuk lubang hitam.
Meskipun fisikawan masih belum tahu apakah ini ada lubang hitam purba (PCD), akhir-akhir ini mereka memikirkan apa yang mungkin terjadi jika mereka ada. Beberapa makalah, termasuk yang diterbitkan pada bulan November, telah menyarankan bahwa lubang hitam ini, beberapa di antaranya akan lebih kecil daripada yang terbentuk dari bintang-bintang sekarat, mungkin merupakan materi gelap, zat yang tidak diketahui yang memberikan pengaruh gravitasi pada seluruh ruang alam semesta. Di tahun-tahun mendatang, percobaan sedang dilakukan untuk mencari PCD, yang akan mengkonfirmasi atau menyangkal keberadaan mereka.
Bagaimana jika Anda mengambil lubang hitam yang sangat besar di pusat galaksi dan memperbesarnya dengan faktor 11? Itulah yang disarankan para peneliti dalam makalah bulan September yang membahas kemungkinan "lubang hitam yang sangat besar" (SLAB).
Benda-benda ini akan memiliki berat setidaknya 1 triliun kali massa Matahari, 10 kali lebih besar dari lubang hitam terbesar yang diketahui saat ini, monster bermassa 66 miliar matahari yang disebut TON 618. Beberapa SLAB mungkin telah terbentuk di alam semesta awal, menciptakan kelas lubang hitam primordial lain, yang berarti kita dapat melihat jejaknya di latar belakang gelombang mikro kosmik ketika alam semesta kita baru berusia 380 tahun. Yang lain dapat dideteksi dengan melihat bagaimana mereka membelokkan cahaya bintang yang jauh jika SLAB kebetulan berada di antara kita. Konsep ini masih bersifat hipotetis, tetapi menarik perhatian yang meningkat.
Sebagian besar pasangan lubang hitam yang terdeteksi oleh instrumen LIGO dan Virgo memiliki massa yang kira-kira sama. Tetapi pada bulan April, kolaborasi tersebut mengumumkan bahwa mereka sedang menonton bencana paling asimetris.
Benda-benda yang bertabrakan pada jarak sekitar 2,4 miliar tahun cahaya dari kita memiliki massa masing-masing sekitar 8 dan 30 kali massa Matahari kita. Peristiwa tak terduga seperti itu dianggap cukup langka sehingga instalasi gelombang gravitasi tidak akan menyadarinya setelah hanya beberapa tahun. Penemuan ini menantang asumsi-asumsi ini dan mendorong para peneliti untuk mempertimbangkan kemungkinan penggabungan hierarkis, di mana satu lubang hitam bertabrakan dengan lubang hitam lainnya, dan kemudian sisa-sisa yang dihasilkan bergabung dengan lubang hitam lainnya.
Ketika sebuah objek besar mendekati lubang hitam pada jarak tertentu, gaya gravitasi ekstrem yang ada di sana dapat merobek objek menjadi untaian panjang material yang tersebar di mana-mana.
Proses ini, bahasa sehari-hari disebut spagetifikasi, jarang diamati karena sebagian besar lubang hitam dikelilingi oleh awan gas dan debu yang tidak jelas. Namun pada bulan Oktober, para astronom dari European Southern Observatory berhasil mengambil gambar Spaghettifikasi bintang dalam detail yang belum pernah terjadi sebelumnya menggunakan Teleskop Sangat Besar dan Teleskop Teknologi Baru. Peristiwa ini dikenal sebagai DI 2019qiz, akan memberi peneliti wawasan tentang fenomena tersebut dan membantu mereka lebih memahami gravitasi dalam kondisi ekstrem.
Tidak ada yang ingin terlalu dekat dengan lubang hitam. Untungnya, Pac-Man kosmik terlihat pada bulan Mei mengorbit sepasang bintang pendamping yang dikenal sebagai SDM 6819, berada pada jarak yang sangat aman dari mitranya.
Lubang hitam baru mengintai 1000 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Telescopium selatan, tiga kali lebih dekat dari pemegang rekor sebelumnya. Para astronom tidak dapat secara langsung mengamati lubang hitam itu sendiri, tetapi telah mampu menyimpulkan keberadaannya berdasarkan bagaimana gravitasi mempengaruhi dua objek lain dalam sistem. Pengamat di belahan bumi selatan dapat melihat bintang-bintang di sistem HR 6819 dengan mata telanjang dengan melihat peta bintang dan melihat di konstelasi Telescopium, dekat perbatasan dengan konstelasi Pavo.
Agar lubang hitam terbentuk, materi dan energi harus runtuh ke titik kecil dengan kepadatan tak terbatas. Karena ketidakterbatasan seperti itu secara fisik tidak mungkin, para ahli teori telah lama mencari jalan keluar untuk hasil yang aneh seperti itu.
Menurut teori string, yang menggantikan semua partikel dan gaya dengan string subatomik yang bergetar, lubang hitam mungkin berubah menjadi sesuatu yang lebih aneh – jalinan string fundamental, seperti benang fuzzy. Pada bulan Oktober, sebuah penelitian menunjukkan bahwa jika atom dalam bintang neutron, sejenis sisa bintang yang tidak cukup padat untuk membentuk lubang hitam, sebenarnya adalah kumpulan string, maka mengompresi string tersebut bersama-sama tidak akan benar-benar membentuk lubang hitam, tetapi sebuah bola berbulu—itu akan mirip dengan bola benang yang disebutkan di atas. Ide aneh ini belum sepenuhnya diimplementasikan, tetapi ini adalah salah satu alternatif yang mungkin untuk bekerja dengan infinity.
Menurut fisikawan, setiap lubang hitam harus dikelilingi oleh apa yang disebut cakrawala peristiwa - batas di mana, setelah jatuh, Anda tidak akan pernah keluar. Namun, sejak lubang hitam pertama kali didalilkan, para peneliti telah mempertanyakan apakah cakrawala peristiwa benar-benar diperlukan.
Mungkinkah ada lubang hitam tanpanya, yang disebut lubang hitam "telanjang"? Ini bisa berbahaya karena hukum fisika yang diketahui dilanggar di dalam cakrawala peristiwa lubang hitam, dan lubang hitam telanjang tidak dapat memberikan perlindungan penghalang ini. Sementara sebagian besar ahli teori percaya ketelanjangan adalah larangan untuk lubang hitam, sebuah makalah November mengatakan ada cara untuk menguji dengan pasti. Triknya adalah dengan mencari perbedaan dalam piringan akresi atau cincin gas dan debu yang terbentuk dari pengumpanan lubang hitam, yang dapat menunjukkan perbedaan yang terlihat antara lubang hitam telanjang dan normal.
Natal telah datang lebih awal tahun ini bagi para ilmuwan lubang hitam. Pada bulan Oktober, komunitas pengamat LIGO dan mitra Eropanya Virgo merilis katalog baru yang besar dari lusinan sinyal gelombang gravitasi, ditemukan pada periode April hingga September 2019.
39 peristiwa tersebut termasuk sejumlah penemuan menarik, seperti penggabungan lubang hitam besar-besaran yang menghasilkan sisa-sisa dengan massa 142 Matahari, peristiwa yang sangat berat sebelah dengan massa objek yang lebih besar dari Matahari, dan objek misterius yang muncul. menjadi lubang hitam kecil atau bintang neutron besar. Para peneliti senang dengan data yang menunjukkan bahwa objek menerima rata-rata satu sinyal baru setiap lima hari, dan berencana untuk menggunakannya untuk lebih memahami perilaku dan frekuensi penggabungan lubang hitam.
Baca juga:
Tinggalkan Balasan