December 22, 2017

KEKUATAN LUBANG HITAM (BLACK HOLE)


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.

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 = 6,67x 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 ยต 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?
Wallahu alam...

***

No comments:

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijaksana dan sesuai topik pembahasan.