Alih-alih seperti penyedot debu, lubang hitam merupakan sebuah objek di alam semesta yang begitu masif dan padat, sehingga apapun yang terperangkap dalam tarikan gravitasinya yang kuat tidak akan dapat melarikan diri darinya.
Lubang hitam adalah bagian yang menakjubkan dari alam semesta kita. Di artikel ini, saya akan coba jabarkan tentang apa yang telah manusia pahami sejauh ini tentang lubang hitam.
Kelahiran
Di alam semesta, ada yang dikenal sebagai lubang hitam bermassa bintang, yakni lubang hitam yang memulai hidupnya setelah kematian sebuah bintang masif. Ya, lubang hitam jenis ini lahir ketika bintang yang setidaknya memiliki massa 10 kali lebih besar daripada Matahari kita kehabisan bahan bakar karena telah menyatukan hidrogen menjadi helium, dan helium menjadi elemen lain, sampai menghabiskan karbonnya, oksigennya, dan besi di intinya.
Dengan sisa logam berat di inti bintang ini, serta tidak ada yang tersisa untuk disatukan, maka bintang tersebut mencapai akhir masa hidupnya. Ia akan meledak dalam supernova yang dahsyat, melontarkan lapisan terluarnya ke segala arah, sementara intinya runtuh ke dalam dirinya sendiri akibat tak mampu menahan gravitasinya.
Yang menarik, jika ada sisa inti bintang yang runtuh ini memiliki cukup massa — sekitar tiga kali massa Matahari — maka akan menjadi lubang hitam, yang disebut sebagai lubang hitam bermassa bintang tadi.
Hubungan antara kelahiran lubang hitam dan kematian bintang masif yang membentuknya adalah kejadian yang cukup umum di alam semesta. Bintang dan lubang hitam saling terjalin erat, terutama di wilayah alam semesta di mana tingkat pembentukan bintang terjadi pada kecepatan yang ekstrem.
“Sebenarnya sangat umum untuk menemukan bintang mati di tempat di mana bintang-bintang baru terbentuk, karena yang paling masif tidak hidup lama. Mereka cepat berevolusi,” kata Bentz, astronom dari Universitas Georgia, AS. “Masa hidup sebuah bintang tergantung pada massanya. Bintang paling masif hidup jauh lebih pendek karena mereka melakukan fusi termonuklir dengan sangat cepat.”
Namun, lubang hitam bermassa bintang bukanlah satu-satunya jenis lubang hitam di alam semesta. Ada yang lebih aneh lagi: lubang hitam supermasif, moster kosmis raksasa yang asal-usulnya belum diketahui dengan jelas oleh para astronom. Si supermasif ini diketahui berada di pusat-pusat tiap galaksi, termasuk galaksi kita, dan tampaknya memiliki cara pembentukan yang sedikit berbeda daripada lubang hitam bermassa bintang.
Diperkirakan pula, lubang hitam supermasif bisa memiliki massa satu juta hingga satu miliar kali massa Matahari. Namun, yang membingungkan, menurut sebuah penelitian lubang hitam supermasif ini tidak langsung besar saat terbentuk, tapi dimulai dari lubang hitam kecil. Pertanyaannya kini adalah, bagaimana mereka bisa terbentuk dan akhirnya bisa sebesar itu?
Lubang hitam supermasif pernah diketahui berada pada jarak sekitar 13 miliar tahun cahaya dari Bumi. Pada titik itu, alam semesta masih sangat muda, tetapi lubang hitam supermasif dengan massa yang luar biasa besar sudah terbentuk. Apa pemicu pembentukannya? Bintang atau lubang hitam yang lebih dulu muncul?
“Masalah ini sedikit mirip seperti ayam atau telur yang lebih dulu muncul,” kata Bentz. “Di alam semesta awal, lubang hitam supermasif mungkin terbentuk langsung dari keruntuhan daerah padat materi. Ketika materi di suatu daerah itu mulai runtuh oleh gravitasinya, maka kemudian terus ambruk menjadi lubang hitam supermasif, bukan membentuk bintang.”
Teori lainnya mengenai pembentukan lubang hitam supermasif menyatakan bahwa, kemungkinan lubang hitam supermasif ini terbentuk di galaksi-galaksi alam semesta awal, yakni dari bergabungnya lubang hitam yang lebih kecil menjadi satu hingga akhirnya menjadi sangat besar.
Kini, para astronom sendiri masih mencoba untuk mencari tahu bagaimana lubang hitam supermasif pertama terbentuk dari gas dan debu panas alam semesta awal. Biasanya, ketika materi seperti itu runtuh bersama, ia membentuk bintang. Jadi mungkin ada sesuatu yang berbeda mengenai kimiawi alam semesta awal yang memicu pembentukan lubang hitam awal.
Karena mengalami proses kelahiran, itu artinya lubang hitam juga mengalami proses berumbuh. Dengan kata lain, massa yang dimiliki lubang hitam tidak hanya tetap pada ukuran yang sama selamanya. Mereka bisa tumbuh dengan melahap material di dekatnya.
“Tidak masalah apapun yang dilahap lubang hitam, itulah salah satu cara lubang hitam tumbuh di alam semesta.” Bentz mengatakan. Material yang dilahap lubang hitam akan jatuh seperti saluran air di bak mandi: ia berputar dan masuk ke saluran pembuangan.
Tapi, walaupun melahap material di sekitarnya adalah cara yang paling efisien untuk bertumbuh, lubang hitam tidak menutup dirinya untuk mengalami merger dengan lubang hitam lain. Sebab, merger antara dua atau lebih lubang hitam akan menambah massa mereka, bersatu menjadi lubang hitam yang lebih besar lagi.
Kematian
Segala yang lahir, pasti akan mati, begitupun lubang hitam~
Berapa besar pun ukurannya, lubang hitam pasti melewati fase-fase tertentu dalam hidupnya — terbentuk dan tumbuh. Tapi bisakah mereka mati? Mendiang Profesor Stephen Hawking berpikir bahwa itu mungkin saja terjadi, melalui mekanisme fisika yang sekarang dikenal sebagai radiasi Hawking.
Radiasi Hawking sendiri adalah radiasi yang dilepaskan oleh lubang hitam akibat efek kuantum di dekat horizon peristiwanya. Dikatakan bahwa menurut prinsip ketidakpastian mekanika kuantum, lubang hitam yang berotasi seharusnya menghasilkan dan mengeluarkan partikel. Radiasi Hawking mengurangi massa dan energi lubang hitam, sehingga lubang hitam bakal kehilangan lebih banyak massa dari yang diterima, lalu akan mengecil dan akhirnya menghilang (mati).
Namun, proses kematian lubang hitam berlangsung sangat lama. Tidak ada cukup waktu di alam semesta untuk kita melihat lubang hitam mati. Bahkan jika kamu harus membuat satu lubang hitam di awal alam semesta, maka butuh waktu 10^54 tahun sebelum lubang hitam itu mati.
Pertanyaan yang Belum Terjawab
Faktanya, masih banyak yang kita tidak tahu tentang lubang hitam secara umum, itulah kerja para astronom; untuk mengisi kekosongan yang menganga dalam pemahaman kita mengenai monster kosmis raksasa ini.
Pertanyaan-pertanyaan yang belum terjawab tersebut adalah seperti bagaimana korelasi antara ukuran lubang hitam dengan sifat-sifat galaksi yang mereka huni. Ada pula pertanyaan tentang bagaimana lubang hitam berkembang dari waktu ke waktu, dan yang pada akhirnya pertanyaan tentang bagaimana peran lubang hitam dalam pengembangan alam semesta kita.
Lubang hitam begitu menarik, besar, dan masih sangat tidak dikenali. Tetapi ada satu hal yang pasti diketahui oleh para astronom: Mereka tidak berbahaya. Tidak ada lubang hitam yang terlalu dekat dengan kita, dan kita tidak perlu khawatir tentang mereka.
Lubang hitam memang objek yang ekstrem, tetapi mereka tidak menakutkan. Lubang hitam tidak akan melahap segala materi di alam semesta, melainkan hanya yang berada di jangkauan gravitasinya saja. Mereka hanya berbahaya jika kamu mendekatinya.