Bagaimana cara mendeteksi lubang hitam? 1 Agustus 2019
Salah satu konsep yang paling banyak didiskusikan di kalangan komunitas astrofisika adalah lubang hitam. Lubang hitam adalah volume ruang di mana keberadaan gravitasi sangat ekstrem sehingga partikel atau cahaya yang bergerak cepat tidak dapat keluar.
Karena lubang hitam tidak memancarkan cahaya yang terlihat, astronom tidak dapat mengamati gambaran yang jelas dari lubang hitam, sehingga mendeteksi lubang hitam sudah lama tidak mungkin dilakukan - tetapi dengan kemajuan teknologi vakum, hal ini tidak lagi terjadi.
Penemuan lubang hitam dengan detektor gelombang gravitasi
Pada 10 April 2019, astronom dapat memperoleh gambar pertama dari lubang hitam menggunakan Event Horizon Telescope (EHT). Didukung oleh kolaborasi internasional, EHT adalah pengaturan skala planet dari delapan teleskop radio yang merekam radiasi elektromagnetik dan menggabungkan berbagai sumber hasil data radio menggunakan interferometri garis dasar yang sangat panjang (VLBI).
Berkat EHT, bukti visual pertama dari lubang hitam supermasif, serta bayangannya, diilustrasikan. Lubang hitam ini ditemukan di galaksi Messier 87 dan berada 55 juta tahun cahaya dari Bumi.
Penemuan ini menghasilkan konfirmasi besar terhadap Teori Relativitas Umum Einstein. Hal ini menandai lahirnya konsep lubang hitam, yang digambarkan sebagai "konsentrasi massa ekstrem dengan efek gravitasi yang menyelimuti materi dan bahkan menjebak cahaya".
Detektor gelombang gravitasi juga berperan penting dalam cara mendeteksi lubang hitam. Pada Desember 2018, The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) dan The Virgo interferometer mengumumkan empat penggabungan lubang hitam baru dan gelombang gravitasi yang dibuat dari 10 penggabungan lubang hitam biner massa biner dan penggabungan bintang neutron.
Lubang hitam dan fluktuasi vakum
Efek signifikan dari penemuan lubang hitam baru-baru ini adalah wawasan baru tentang Teori Radiasi Hawking. Hal ini memprediksi bahwa lubang hitam dapat menciptakan dan memancarkan partikel subatomik hingga energinya habis dan pada akhirnya menguap.
Dari perspektif kuantum, keberadaan lubang hitam menunjukkan bahwa ruang hampa tidak sepenuhnya kosong. Fluktuasi kuantum (juga dikenal sebagai fluktuasi keadaan vakum) adalah penampilan sementara partikel energik dari ruang kosong. Hal ini memungkinkan pembuatan pasangan partikel-antipartikel dari partikel virtual. Medan gravitasi yang kuat dari Lubang Hitam memisahkan fluktuasi ini menjadi partikel keluar yang membentuk Radiasi Hawking.
Debat ilmiah lubang hitam
Lubang hitam telah menciptakan serangkaian diskusi dan perdebatan di komunitas ilmiah. Salah satu perdebatan utama berkaitan dengan penurunan vakum. Hal ini didasarkan pada lubang hitam statis yang dipusatkan oleh gelembung yang 'bernukleasi', baik mengganti lubang hitam dengan vakum sejati atau menciptakan gelembung statis. Hasilnya adalah residu lubang hitam yang dikelilingi oleh vakum sejati. Diyakini secara luas bahwa 'gelembung' ini pada akhirnya akan mengambil alih alam semesta. Namun, ini tidak memperhitungkan medan gravitasi yang dapat meningkatkan ketidakstabilan vakum karena lubang hitam kecil yang bertindak sebagai biji nukleasi.
Lubang hitam dipusatkan oleh singularitas gravitasi. Ini adalah titik satu dimensi yang terdiri dari ruang yang sangat kecil di mana gravitasi dan massa jenis menjadi tak terbatas dan kurva ruang-waktu. Banyak yang berpendapat bahwa ketika objek jatuh ke dalam lubang hitam dan mencapai singularitas, objek tersebut diubah oleh berbagai atraksi gravitasi. Hal ini menantang teori Relativitas Umum yang menekankan efek kuantum dalam keberadaan lubang hitam.
Meskipun teleskop memainkan peran mendasar dalam cara mendeteksi lubang hitam, dengan kemajuan teknologi vakum yang dipercepat, telah disarankan bahwa aplikasi dalam ilmu vakum seperti Large Hadron Collider (LHC) CERN dapat mengakibatkan terbentuknya lubang hitam. Hal ini disebabkan oleh partikel yang dihasilkan saat pasangan proton bertabrakan. Formasi semacam itu akan mengkonfirmasi teori bahwa alam semesta tidak bersifat empat dimensi, tetapi mengandung dimensi lain.
Lubang hitam mempertahankan status misterius tertentu di dunia fisika. Namun dengan pengamatan terbaru, serta kemajuan teknologi vakum yang terlihat di teleskop dan detektor gelombang gravitasi, pengamatan lubang hitam akan memungkinkan peneliti untuk membuat prediksi dan penemuan baru tentang alam semesta dan asal-usulnya.
