Lubang hitam: Sinyal kosmik mengguncang Bumi setelah 7 miliar tahun

Lubang hitam: Sinyal kosmik mengguncang Bumi setelah 7 miliar tahun
  • By Jonathan Amos
  • BBC Science Correspondent

Bayangkan sebuah energi seimbang dengan delapan Matahari dilepaskan pada sekejap.

Kejadian itu adalah “gelombang kejut” gravitasi yang menyebar akibat peleburan terbesar yang pernah diamati antara dua lubang hitam pada luar angkasa.

Sinyal yang muncul akibat dari peristiwa ini melewati penjelajahan sekitar tujuh miliar tahun buat mencapai Bumi, dan dampaknya sedang cukup kuat untuk menggetarkan detektor laser di Amerika Serikat serta Italia pada Mei tahun berantakan.

Para peneliti mengatakan, lubang hitam dengan bertabrakan itu menghasilkan satu energi yang memiliki ukuran 142 kala dari massa Matahari.

Peristiwa ini penting bagi ilmu pengetahuan yang sudah lama menelusuri keberadaan jejak lubang hitam baik yang berukuran kurang lebih kecil atau bahkan sangat besar.

Pengamatan baru ini selalu berhasil memunculkan kelas baru yang disebut lubang hitam berukuran menengah di kisaran 100 sampai 1. 000 massa Matahari (atau matahari).

Telaah ini adalah penemuan terbaru dibanding kolaborasi internasional LIGO-VIRGO, yang mengoperasikan tiga sistem pendeteksi gelombang gravitasi super sensitif di Amerika dan Eropa.

Untuk memutar video itu, aktifkan JavaScript atau coba di mesin pencari lain

Apa itu lubang hitam?

  • Lubang hitam adalah sebuah provinsi di luar angkasa dimana menikmati zat-zatnya mengalami keruntuhan dengan sendirinya
  • Tarikan gravitasi begitu kuat sehingga tidak ada satupun, bahkan cahaya, yang bisa lolos
  • Lubang hitam bakal muncul dari ledakan-ledakan bintang-bintang tinggi tertentu
  • Tetapi kira-kira dari lubang hitam berukuran raksasa dan bahkan milyaran kali dibanding massa Matahari kita
  • Bagaimana monster ini – yang ditemukan di pusat galaksi awut-awutan terbentuk tidak diketahui
  • Lubang hitam terdeteksi dari cara mereka mempengaruhi lingkungannya
  • Mereka menghasilkan gelombang gravitasi yang dapat diamati saat mereka bergerak satu sama lain

Alat-alat interferomenter laser kombinasi mampu “mendengar” getaran di dalam ruang-waktu yang dihasilkan oleh peristiwa-peristwia kosmik dahsyat – dan dalam 21 Mei 2019, semua metode itu bereaksi akibat sinyal cendekia dari peleburan lobang hitam dengan hanya berlangsung sepersepuluh detik.

Algoritme komputer menjawab bahwa sumber tanda tersebut berasal dari dua lubang hitam spiral – satu secara massa 66 kali Matahari, dan yang lainnya dengan 85 kawula matahari.

Jarak peleburan itu dihitung sepadan dengan 150 miliar triliun kilometer.

“Ini sungguh mencengangkan, ” kata Prof Nelson Christensen dari Observatorium Côte d’Azur di Prancis.

“Sinyal itu menyebar selama tujuh miliar tahun. Jadi peristiwa ini terjadi ‘tepat sebelum paruh waktu’ untuk Dunia, dan sekarang secara mekanis mengubah detektor kami ke Bumi, ” jelasnya kepada BBC News.

Gelombang gravitasi – Berdesir dalam ruang-waktu

  • Gelombang gravitasi adalah sebuah prediksi dalam Teori Relativitas Umum
  • Butuh zaman puluhan tahun untuk mengembangkan teknologi yang mampu mendeteksi gelombang itu secara langsung
  • Aliran ini muncul dalam bentuk desir atau riak di struktur ruang-waktu yang dihasilkan oleh peristiwa hebat
  • Massa yang berakselerasi akan menghasilkan gelombang yang merambat dengan kecepatan cahaya
  • Sumber dari gelombang ini dengan dapat dideteksi berasal dari penggabungan lubang hitam dan bintang neutron
  • LIGO-VIRGO menembakan laser ke dalam terowongan panjang berbentuk L; lalu gelombang mengganggu cahaya
  • Mendeteksi gelombang dapat membuka penyelidikan alam semesta yang baru

Tabrakan benda bermassa 85 kali dari ukuran matahari tersebut telah membuat para ilmuwan berfungsi sama karena pemahaman dan tingkat pengetahuan yang masih terbatas tentang bagaimana lubang hitam terbentuk kelanjutan dari kematian sebuah bintang.

Suatu kartika, saat kehabisan energi nuklir pada tubuhnya, akan mengalami keruntuhan pokok eksplosif sehingga menghasilkan lubang hitam – jika ukurannya cukup tumbuh.

Tetapi asumsi dalam fisika dengan mengatakan butuh kisaran 65 & 120 massa Matahari yang dibutuhkan tidak mungkin dilakukan. Bintang sekarat yang mungkin menghasilkan kekuatan sejumlah itu harus benar-benar menghancurkan muncul mereka sendiri dan tidak melalaikan apa pun.

Jika ilmu pengetahuan betul mengenai hal ini, maka penjelasan yang paling mungkin untuk kehadiran objek bermassa 85-matahari adalah bahwa objek itu merupakan hasil penghimpunan lubang hitam yang lebih kausa.

Serta itu, menurut Prof. Martin Hendry, dari Universitas Glasgow, Inggris, berimplikasi pada bagaimana alam semesta berevolusi.

“Kami berbicara di sini tentang kedudukan peleburan, jalur yang mungkin buat membuat lubang hitam semakin luhur, ” katanya.

“Jadi, siapa dengan tahu? Lubang hitam bermassa 142 matahari ini mungkin telah berbaur dengan lubang hitam yang betul masif lainnya – sebagai arah dari proses penumpukan yang berlaku hingga ke lubang hitam supermasif yang kita anggap berada dalam jantung galaksi. ”

Kolaborasi LIGO-VIRGO tentang kejadian di 21 Mei 2019 (dikatalogkan jadi GW190521) itu dilaporkan dalam besar makalah ilmiah.

GW190521 adalah satu lantaran lebih dari 50 pemicu gelombang gravitasi yang saat ini cukup diselidiki di laboratorium laser.

Laju studi telah meningkat pesat sejak kolaborasi pertama dilakukan, terbukti dengan menjadi pemenang Hadiah Nobel pada 2015 dalam mendeteksi gelombang gravitasi.

“Kami meningkatkan kepekaan detektor dan, ya, kami bisa saja membuat lebih dari satu deteksi dalam sehari. Kami akan mengalami hujan lubang hitam!

“Tapi ini indah sebab kami akan belajar lebih banyak tentang mereka, ” kata Prof. Alessandra Buonanno, direktur di Institut Max Planck untuk Fisika Gravitasi di Potsdam, mengatakan kepada BBC News.

  • Sebuah laser dimasukan ke dalam mesin dan sinarnya dibagi ke sepanjang dua jalur
  • Jalur terpisah itu memantul bolak-balik sinar di antara kaca basah
  • Akhirnya, arah kedua cahaya itu digabungkan balik dan dikirim ke detektor
  • Gelombang gravitasi yang meninggalkan laboratorium harus mengacaukan sistem
  • Teori berpendapat bahwa gelombang itu harus meregangkan dan menekan ruangnya dengan sangat halus
  • Kemudian, seharusnya hasilnya bakal menunjukan perubahan dalam panjang lengkan cahaya
  • Fotodetektor menangkap sinyal ini dalam berkas gabungan