Apa itu "Lubang Hitam" ?

Dengan Gaya gravitasinya yang sangat spektakuler lubang hitam adalah monster kosmis tersendiri. Jurang ketiadaan ini bahkan melenyapkan cahaya. Lubang hitam (black hole) sering dihubungkan dengan hilangnya benda-benda kosmis bahkan wahana udara sekalipun, seperti pernah disinggung dalam rubrik ini berkaitan dengan hilangnya banyak pesawat di Segitiga Bermuda dan Samudera Atlantik Utara. Pro dan kontra pendapat mengenai hal ini memang tak pernah surut. Cerita seputar Segitiga Bermuda pun sepertinya tetap misterius, dan menjadi bahan tulisan yang tidak ada habis-habisnya.

Dalam bahasan fenomena kali ini, baiklah kita tinjau sedikit apa sebenarnya lubang hitam atau yang disebut para ilmuwan sebagai singularitas dari bintang redup yang mengalami keruntuhan gravitasi (gravitational collapse) sempurna ini.

Black-Hole

Bila ditelusuri istilah lubang hitam, sebenarnya belum lah lama populer. Dua kata ini pertama kali diangkat oleh fisikawan AS bernama John Archibald Wheeler pada tahun 1968. Wheeler memberi nama demikian karena singularitas ini tak bisa dilihat. Mengapa demikian? Penyebabnya tidak lain karena cahaya tak bisa lepas dari kungkungan gravitasi singularitas yang maha dahsyat ini. Daerah di sekitar singularitas atau lazimnya disebut sebagai Horizon Peristiwa (radiusnya dihitung dengan rumus jari-jari Schwarzschild R = 2GM/C2 dimana G = 6,67 x 10-11 Nm2kg-2, M = kg massa lubang hitam, C = cepat rambat cahaya) menjadi gelap. Itulah sebabnya, wilayah ini disebut sebagai lubang hitam.

Dengan tidak bisa lepasnya cahaya, serta merta sekilas kita bisa membayangkan sendiri kira-kira seberapa besar gaya gravitasi dari lubang hitam. Untuk mulai menghitungnya, ingatlah bahwa cepat rambat cahaya di alam mencapai 300 juta meter per detik. Masya Allah. Lalu, apalah jadinya bila benar sebuah wahana buatan manusia tersedot ke dalam lubang hitam? Dalam hitungan sepersejuta detik saja, tentunya dapat dipastikan wahana tersebut sudah remuk menjadi bubur. Lebih dua ratus tahun silam, atau tepatnya pada tahun 1783. pemikiran akan adanya monster kosmis bersifat melenyapkan benda lainnya ini sebenarnya pernah dilontarkan oleh seorang pendeta bernama John Mitchell. Mitchell yang kala itu mencermati teori gravitasi Isaac Newton (1643-1727) berpendapat, bila bumi punya suatu kecepatan lepas dari Bumi 11 km per detik (sebuah benda yang dilemparkan tegak lurus ke atas baru akan terlepas dari pengaruh gravitasi bumi setelah melewati kecepatan ini), tentu ada planet atau bintang lain yang punya gravitasi lebih besar. Mitchell malah memperkirakan di kosmis terdapat suatu bintang dengan massa 500 kali matahari yang mampu mencegah lepasnya cahaya dari permukaannya sendiri.

Lalu, bagaimana sebenarnya lubang hitam tercipta? Menurut teori evolusi bintang (lahir, berkembang, dan matinya bintang), buyut dari lubang hitam adalah sebuah bintang biru. Bintang biru merupakan julukan bagi deret kelompok bintang yang massanya lebih besar dari 1,4 kali massa matahari. Disebutkan para ahli fisika kosmis, ketika pembakaran hidrogen di bintang biru mulai usai (kira-kira memakan waktu 10 juta tahun), ia akan berkontraksi dan memuai menjadi bintang maha raksasa biru. Selanjutnya, ia akan mendingin menjadi bintang maha raksasa merah. Dalam fase inilah, akibat tarikan gravitasinya sendiri, bintang maha raksasa merah mengalami keruntuhan gravitasi menghasilkan ledakan dahsyat atau biasa disebut sebagai Supernova.

Supernova ditandai dengan peningkatan kecerahan cahaya hingga miliaran kali cahaya bintang biasa kemudian melahirkan dua kelas bintang, yakni bintang netron dan lubang hitam. Bintang netron (disebut juga Pulsar atau bintang denyut) terjadi bila massa bintang runtuh lebih besar dari 1,4 kali, tapi lebih kecil dari tiga kali massa matahari. Sementara lubang hitam mempunyai massa bintang runtuh lebih dari tiga kali massa matahari. Materi pembentuk lubang hitam kemudian mengalami pengerutan yang tidak dapat mencegah apapun darinya. Bintang menjadi sangat mampat sampai menjadi suatu titik massa yang kerapatannya tidak terhingga, yang disebut singularitas tadi.

Di dalam kaidah fisika, besaran gaya gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak atau dirumuskan F µ 1/r2. Dari formula inilah kita bisa memahami mengapa lubang hitam mempunyai gaya gravitasi yang maha dahsyat. Dengan nilai r yang makin kecil atau mendekati nol, gaya gravitasi akan menjadi tak hingga besarnya. Para ilmuwan menghitung, seandainya benda bermassa seperti bumi kita ini akan menjadi lubang hitam, agar gravitasinya mampu mencegah cahaya keluar, maka benda itu harus dimampatkan menjadi bola berjari-jari 1 cm! (Allahu Akbar, hanya Tuhan lah yang bisa melakukannya).

Cakram gas

Dengan sifatnya yang tidak bisa dilihat, pertanyaan kemudian adalah bagaimana mendeteksi adanya suatu lubang hitam? Kesempatan yang paling baik untuk mendeteksinya, diakui para ahli, adalah bila ia merupakan bintang ganda (dua bintang yang berevolusi dan saling mengelilingi). Lubang hitam akan menyedot semua materi dan gas-gas hasil ledakan termonuklir bintang di sekitarnya. Dari gesekan internal, gas-gas yang tersedot itu akan menjadi sangat panas (hingga 2 juta derajat!) dan memancarkan sinar-X. Dari sinar-X inilah para ahli memulai langkah untuk menjejak lubang hitam.

Pada 12 Desember 1970, AS meluncurkan satelit astronomi kecil (Small Astronomical Satellite SAS) pendeteksi sinar-X di kosmis bernama Uhuru dari lepas pantai Kenya. Dari hasil pengamatannya didapatkan bahwa sebuah bintang maha raksasa biru, yakni HDE226868 yang terletak dalam konstelasi Cygnus (8.000 tahun cahaya dari bumi) mempunyai pasangan bintang Cygnus X-1, yang tidak dapat dideteksi secara langsung. Cygnus X-1 menampakkan orbitnya berupa gas-gas hasil ledakan termonuklir HDE226868 yang bergerak membentuk sebuah cakram. Cygnus X-1 diperhitungkan berukuran lebih kecil dari Bumi, tapi memiliki massa enam kali lebih besar dari massa matahari. Bintang redup ini telah diyakini para ilmuwan sebagai lubang hitam. Selain Cygnus X-1, Uhuru juga mendapatkan sumber sinar-X kosmis, yakni Cygnus X-3 dalam konstelasi Centaurus dan Lupus X-1 dalam konstelasi bintang Lupus. Dua yang disebut terakhir belum dipastikan sebagai lubang hitam, termasuk 339 sumber sinar-X lainnya yang dideteksi selama 2,5 tahun masa operasi Uhuru.

Eksplorasi sumber sinar-X di kosmis masih dilanjutkan oleh satelit HEAO (High Energy Astronomical Observatory) atau Einstein Observatory tahun 1978. Satelit ini menemukan bintang ganda yang lain dalam konstelasi Circinus, yakni Circinus X-1 serta V861 Scorpii dan GX339-4 dalam konstelasi bintang Scorpius.

Tahun 1999, dengan biaya 2,8 milyar dollar, AS masih meluncurkan teleskop Chandra, guna menyingkap misteri lubang hitam. The Chandra X-ray Observatory sepanjang 45 kaki milik NASA ini telah berhasil membuat ratusan gambar resolusi tinggi dan menangkap adanya lompatan-lompatan sinar-X dari pusat galaksi Bima Sakti berjarak 24. 000 tahun cahaya dari Bumi. Mencengangkan, karena bila memang benar demikian (lompatan sinar-X itu) menunjukkan adanya sebuah lubang hitam di jantung Bima Sakti, maka teori Albert Einstein kembali benar. Ia menyatakan, bahwa di jantung setiap galaksi terdapat lubang hitam! “Dugaan semacam itu sungguh sangat dekat dengan kenyataan,” kata Frederick Baganoff yang memimpin penelitian, September 2001, kepada Reuters di Washington. Para ilmuwan pun mulai melebarkan pencarian terhadap putaran gas di sekitar tepi-tepi jurang ketiadaan ini, layaknya mencari pusaran air.

Pencarian lubang hitam dan kebenaran teori-teori yang mendukungnya memang masih terus dilakukan para ahli, seiring makin majunya teknologi dan ilmu pengetahuan. Pertanyaan kemudian, bila lubang hitam bertebaran di kosmis, apakah nanti pada saat kiamat, monster ini pula yang akan melenyapkan benda-benda jagat raya?

Dengan mengetahui artikel Misteri Lubang Hitam berarti kita bisa menjawab   soal-soal astronomi tentang lubang hitam. Membahas ilmu astronomi memang sangat menyenangkan dan tidak membosankan. Berikut artikel mengenai astronomi: MISTERI lubang hitam yang bertebaran di angkasa lepas dikatakan menyamai konsep kejadian aneh yang berlaku di Segitiga Bermuda apabila kapal atau kapal terbang yang melintasi kawasan perairan itu ghaib secara tiba-tiba. Bagaimanapun, lubang hitam seumpama lubang gergasi, saiznya lebih luas daripada matahari serta terawang di angkasa menyedut apa saja yang mendekatinya termasuk planet. Malah kekuatan sedutannya menyebabkan cahaya yang tidak memiliki jisim juga tidak mampu melepaskan diri. Misteri yang menyelubungi kejadian lubang hitam itu bagaimanapun hanya mampu dikaji dari jauh lantaran kemampuan sains dan teknologi manusia nyata masih belum mampu membawa mereka menghampiri lubang itu. Menggunakan teleskop dan pengamatan terhadap bintang yang disesuaikan pula dengan pelbagai hukum fizik yang berlegar sekitar bumi, pelbagai teori dikemukakan bagi mengisi kekosongan pada ruangan jawapan yang dicetuskan misteri alam itu. Antara teori diterima pakai ahli astronomi adalah teori yang sama digunakan alat penyedut hampa gas - kekuatan lubang hitam terjadi berikutan tarikan graviti dalam lubang itu adalah kuat berbanding tarikan sekelilingnya. Justeru, apa saja yang menghampirinya akan disedut. Bagaimanapun, kekuatan gravitinya ‘luar biasa’ dan amat dahsyat. Dikatakan jika kekuatan graviti itu wujud di bumi, ia akan memampatkan saiz planet ini menjadi sekecil bola yang berjejari sekitar satu sentimeter. Teori lubang hitam sebenarnya dikemukakan lebih 200 tahun lalu. Pada 1783, ilmuwan Barat, John Mitchell mencetuskan teori mengenai kemungkinan wujudnya lubang hitam selepas beliau meneliti teori graviti Isaac Newton. Beliau berpendapat jika objek yang dilemparkan tegak lurus ke atas akan terlepas dari pengaruh graviti bumi selepas mencapai kelajuan lebih 11 kilometer perdetik, maka tentu ada planet atau bintang lain yang memiliki graviti lebih besar daripada bumi. Bagaimanapun, perkataan ‘lubang hitam’ pertama kali digunakan ahli fizik Amerika Syarikat, John Archibald Wheeler pada 1968. Wheeler memberi nama demikian kerana lubang hitam tidak dapat dilihat kerana cahaya turut disedut ke dalamnya sehingga kawasan sekitarnya menjadi gelap. Menurut teori evolusi bintang, asal lubang hitam adalah sejenis bintang biru yang memiliki suhu permukaan melebihi 25,000 darjah Celcius. Ketika pembakaran hidrogen di bintang biru yang memakan waktu kira-kira 10 juta tahun selesai, ia menjadi bintang biru raksasa. Kemudian, bintang itu menjadi dingin dan bertukar kepada bintang merah raksasa. Dalam fasa itulah, akibat tarikan gravitinya sendiri, bintang merah raksasa mengalami ledakan dahsyat atau disebut Supernova dan menghasilkan dua jenis bintang iaitu bintang Netron dan lubang hitam. Pengamatan dari teleskop sinar-X ruang angkasa selama lebih dari satu dekad menunjukkan kekuatan tarikan graviti lubang itu menyebabkan ada bintang yang hancur dan ditelan olehnya. Sebelum ini, ahli astronomi sudah melihat bagaimana lubang hitam menyedut gas yang berterbangan di sekitarnya. Gas yang disedut itu menjadi panas sehingga memancarkan radiasi dalam pelbagai panjang gelombang, mulai daripada gelombang radio hingga gelombang cahaya tampak dan sinar-X. Berdasarkan pengamatan, ahli astronomi dari Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Jerman, pernah melihat sebuah bintang yang mendekati lubang hitam raksasa akhirnya lesap ditelan lubang itu. Lubang hitam raksasa yang dilihat itu berada di pusat galaksi RX J1242-11 yang jaraknya dianggarkan 700 juta tahun cahaya dari bumi. Bintang yang disedut lubang hitam itu pula memiliki ukuran sebesar matahari sistem suria kita. Bintang itu hancur sedikit demi sedikit dan disedut ke dalam lubang itu selama beberapa hari. Pada peringkat awalnya, bintang itu kehilangan gas yang berada di sekelilingnya. Selepas itu, bintang itu menjadi panas hingga jutaan darjah Celcius dan hilang ditelan lubang hitam. Dalam proses itu, ia melepaskan tenaga yang kuat iaitu setara dengan tenaga yang dihasilkan pada ledakan Supernova. Ahli astronomi mengesan kedudukan lubang hitam dengan memperhatikan cahaya di sekitar bintang ataupun gas di angkasa. Apabila di suatu tempat itu tidak ditemui cahaya tetapi di sekitarnya terdapat banyak objek angkasa menuju ke satu titik dengan kecepatan tinggi sebelum hilang, maka titik berkenaan ditandakan sebagai lubang hitam. Terdapat banyak lubang hitam di seluruh semesta malah ada teori yang mengatakan di galaksi Bima Sakti ini juga terdapat sebuah lubang hitam. Justeru timbul persoalan sama ada matahari kita dan planet yang mengelilinginya termasuk bumi akan disedut lubang hitam itu? Ahli astronomi memberikan jawapan, ‘tidak’ kerana berbanding galaksi lain, lubang hitam di Bima Sakti dikatakan dalam keadaan tenang disebabkan sedikit saja objek sekitar yang disedutnya. Misteri yang menyelubungi lubang hitam akan terus menarik minat ahli astronomi sehinggalah satu jawapan yang benar diperoleh. Selagi manusia belum mampu menjelajah jauh ke luar angkasa, selagi itulah jawapan itu gagal diperoleh dan pelbagai teori tanpa bukti akan terus dikemukakan bagi ‘menyelesaikan’ misteri alam itu. Fakta: Lubang Hitam Turut dikenali sebagai ‘bintang hitam’ dan ‘singularitas’. Kewujudannya dikesan pada 1783 oleh John Mitchell. Luasnya melebihi saiz matahari. Menyedut apa saja di sekelilingnya termasuk bintang dan cahaya. Teori sedutan akibat tarikan graviti di lubang hitam lebih kuat dari kawasan sekitarnya. Teori menyatakan ia berlaku akibat letupan Supernova bintang merah raksasa. Sebuah black hole (lubang hitam) terdeteksi di galaksi yang hanya berjarak 11 tahun cahaya (1 tahun cahaya setara dengan 9,5 triliun kilometer) dari Galaksi Bimasakti. Lubang hitam tersebut mungkin kembaran lubang hitam yang ada di galaksi tempat tata surya berada. Galaksi yang disebut NGC 253 tersebut merupakan salah satu galaksi spiral yang mengandung banyak sekali bintang dan debu angkasa yang pekat. Karena letaknya di konstelasi Sculptor, galaksi tersebut juga disebut Galaksi Sculptor. Galaksi tersebut juga disebut galaksi starbust karena banyaknya bintang yang terbentuk di dalamnya. Para astronom dari Instituto de Astrofisica de Canaries di Spanyol berhasil merekam dengan detik galaksi tersebut menggunakan instrumen optik adaptif di teleskop raksasa VLT (very large telescope) milik ESO (European Southern Observatory) yang ada di Gurun Atacama, Chili. Peralatan tersebut dilengkapi instrumen optik dan cermin yang mengatasi efek blur akibat pembiasan di atmosfer sehingga kemampuan teleskop terestrial ini setara dengan teleskop ruang angkasa. “Pengamatan kami menghasilkan rincian gambar yang jauh lebih jelas,” ujar Juan Antonio Fernandez-Ontiveros. Dari gambar tersebut, para astronom menemukan 37 daerah cemerlang yang berada di satu kawasan sempit di pusat galaksi. Bintang-bintang yang sangat rapat itu berkumpul di satu daerah yang hanya mewakili satu persen besar galaksi. Di kawasan tersebut mungkin terdapat pusat kelahiran bintang yang terbentuk di gumpalan debu yang sangat pekat. Selain itu, hasil pemantauan yang dikombinasikan dengan pengukuran gelombang maupun citra teleskop ruang angkasa Hubble menunjukkan adanya aktivitas gelombang radio yang sangat tinggi di kawasan tersebut. Para peneliti yakin di pusat galaksi ini terdapat sumber pancaran gelombang radio seperti Sagittarius A di dekat pusat galaksi Bima Sakti yang merupakan tempat terbentuknya lubang hitam. “Kami mungkin menemukan kembaran pusat galaksi kita,” ujar Almudena Prieto. Temuan ini dipublikasikan di jurnal Monthly Notices of the Royal Academy Society Letters edisi teranyar. Lubang hitam merupakan misteri alam yang diperkirakan terbentuk dari bintang sangat besar yang telah mati karena menghabiskan seluruh energinya. Saat pusatnya tak menghasilkan dorongan ke luar, dinding bintang malah runtuh dan menarik obejl-obejk di sekitarnya. Kekuatan gravitasi lubang hitam sangat besar bahkan menarik cahaya ke dalam. Lubang hitam gelap gulita dan hanya terdeteksi dari aktivitas gelombang radio dan objek-objek yang terlihat mengelilinginya.