Black Hole, Tak Terlihat yang Mematikan

 

Hal penting yang perlu dimiliki setiap orang adalah Suatu ILMU. Seseorang selalu memiliki rasa penasaran akan suatu hal. Bagaimana pohon terbentuk, alam terbentuk, memiliki kehidupan sosial yang baik, manusia diciptakan, dan sebagainya. Permikiran seperti inilah yang membuat manusia melakukan suatu pengamatan untuk menemukan jawaban dari rasa penasarannya. Jawaban ini yang sering kita sebut ilmu. Ilmu yang membuat kita paham akan suatu hal, dengan ilmu kita beradaptasi dengan dunia ini, dapat menciptakan suatu kemajuan peradaban, dan lainnya. Ilmu tidak hanya mengenai dunia tetapi dengan kemajuan teknologi ilmu mengenai luar angkasa dapat kita pelajari. Tanpa harus mendarat atau mengamati secara dekat, kita dapat mengetahui karakteristik dari keadaan luang angkasa yang sangat jauh menggunakan teknologi saat ini.

Ilmu mengenai rotasi bumi, planet yang berada di tata surya dan matahari adalah ilmu yang berkaitan dengan luar angkasa atau lebih dikenal dengan astronomi. Menurut KBBI astronomi adalah ilmu tentang matahari, bulan, bintang, dan planet-planet lainnya (ilmu falak). Lembaga yang mengamati kemajuan ilmu ini salah satunya adalah NASA. NASA adalah lembaga bergengsi dunia yang memiliki tugas untuk melakukan penelitian, eksplorasi luar angka, dan memberikan laporan tentang segala sesuatu yang berkaitan dengan bumi dan luar angkasa. So kali ini yuk bahas seputar LUAR ANGKASA!!!

Luas Alam Semesta

Jarak bumi ke bulan adalah 384.000 KM sedangkan Bumi ke Matahari memiliki 2 jarak karena revolusi bumi mengelilingi matahari yang berbentuk elips, dari aphelion 152.100 KM dan Perihelion 147.300.000 KM. Untuk memudahkan penamaan, hadirlah satuan astronomi yaitu AU.

1 AU = 8 menit cahaya

Kecepatan cahaya = 299.7792.458 m/s

1 AU adalah kecepatan cahaya ke bumi sehingga cahaya 8 menit yang lalu di bulan adalah cahaya yang kini kita rasakan. Bukan rahasia lagi jika cahaya memiliki kecepatan tercepat dari apapun. Jika dapat digambarkan berikut ilustrasi jarak tata surya dalam satuan AU;

 

Tata surya kita berada di galaksi bima sakti. Bayangkan tata surya yang berisi bintang, matahari, bumi dan planet-planet yang sangat besar melebihi bumi berada di suatu galaksi. Bahkan galaksi di alam semesta ini sangat banyak. Maha Besar Allah yang menguasi apa yang ada di bumi dan apa yang ada di langit, dengan mengetahui besarnya alam semesta ini menyadarkan betapa kecilnya diri ini. Kita dapat melihat sabuk atau bentangan bima sakti tetapi itu sangat mustahil bagi kalian yang sudah tinggal di perkotaan yang dipenuhi gemerlap cahaya lampu.

Galaksi Bima Sakti berbentuk spiral dengan diameter 105.700 tahun cahaya dengan ketebalan 2.000 tahun cahaya. Adapun galaksi yang serupa dengan galaksi kita adalah Galaksi NGC 6744 dan galaksi terdekat kita adalah Galaksi Andromeda. Galaksi andromeda memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan galaksi bima sakti dan jaraknya adalah 2,5 juta tahun cahaya. Adanya galaksi ini menguak fakta bahwa alam semesta ini berkembang yang merupakan hasil pemikiran oleh Edwin Hubble pada tahun 1926. Atas jasanya yang sangat luar biasa, teleskop yang hingga kini berada luar angkasa dinamai Teleskop Hubble yang sangat membantu ilmuan dalam mempelajari, mengobservasi, dan memehami tentang jagat raya, objek luar angkasa, dan lainnya.

Penemuan ini meluaskan pengetahuan jika kita berada di Supercluster (super gugus), yaitu struktur alam semesta yang terdiri dari milyaran galaksi. Galaksi bima sakti berada di Supercluster Laniakea yang span ruangnya adalah 520 juta tahun cahaya. Makin kecil saja kita ini, mirip seperti lirik lagu bahwa kita adalah butiran debu bahkan lebih kecilnya.

Teleskop Hubble adalah teleskop yang dibangun oleh NASA dan kontribusi Badan Antariksa Eropa yang diluncurkan tahun 1990 dan hingga kini masih beroperasi. Teleskop ini terletak 560 KM diatas permukaan bumi dan berkat adanya teleskop ini kita tahu struktur dan ukuran alam semesta. Pada tanggal 31 Oktober 2021, NASA akan menggantikan teleskop hubble yang suda berusi 30 tahun itu dengan teleskop yang lebih canggih. Teleskop ini dinamai Jamess Webb yang dapat diperkirakan dapat melihat luar angkasa lebih jauh dan dapat memecahkan misteri bagaimana dan kapan bintang serta galaksi pertama muncul sekitar ±13 milyar tahun lalu. Teleskop James Webb akan diletakkan ±1,6 juta dari permukaan bumi.

Teori tentang Struktur dan Dinamika Alam Semesta

Tahun 1915 Albert Einstein mengajukan Teori Relavitas Umum yang menggambarkan gravitasi sebagai efek kelengkungan ruang waktu akibat Energi dan Materi. Berikut persamaannya:

Dari persamaan inilalah ilmu mengenai Kosmologi, Astrofisika, dan sebagainya berkembang sangat pesat.

Menurut John & Wheeler,  Ruang Waktu dan Massa selalu ada

“Massa memberitahu Ruang Waktu bagaimana harus Melengkung, dan Ruang Waktu memberitau massa bagaimana harus Bergerak”

Prediksi Teori Relativitas Umum

• ·         Lensa Gravitasi, kita dapat tahu apa yang sebenarnya terjadi di alam semesta dan tahu tempat-tempat yang sangat jauh dari posisi bumi. Dikarenakan ruang waktu melengkung maka jalannya cahaya juga melengkung. Salah satu akibatnya adalah pembelokan cahaya ketika melewati massa besar seperti galaksi atau black hole

Gambar 1. Lensa Gravitasi

• ·         Black Hole adalah singularitas di ruang waktu dengan massa dan tarikan gravitasi yang sangat besar, bahkan cahaya sekalipun tidak dapat keluar. Black hole terbentuk dari keruntuhan suatu Bintang yang massanya lebih dari 3× lipat massa Matahari. Sehingga dapat dikatakan suatu bintang memiliki umur dengan masa akhirnya berubah menjadi black hole atau bintang neutron.

• ·         Gelombang Gravitasi, salah satu prediksi dari Teori Relativitas Umum yang baru terbukti atau dapat terdekteksi tahun 2015 dengan hadirnya Laser Interferometer Gravitational Waves Observatory yang dibuat LIGO. Adanya ini peneliti dapat mengilustrasikan gambar black hole dan tumbukan dua black hole secara tepat. 

Ilustrasi Laser Interferometer Gravitational Waves Observatory

        Simulasi Tumbukan 2 Black Hole

tumbukan ini adalah riak-riak gravitasi yang menimbulkan gelombang gravitasi

Ilustrasi Gelombang Gravitasi

Sinyal Pertama Gelombang Gravitasi

    Ini adalah hasil deteksi LIGO sebagai bukti bahwa Teori Relativitas Umum adalah suatu kebenaran yang telah dikemukakan tahun 1915 oleh Einstein dan telah terdeteksi tahun 2015. Hal ini diperkirakan berasal dari tumbukan dua Black Hole yang terjadi pada jarak 1.3 juta tahun cahaya.

Black Hole

Pengertian

Black Hole atau dalam bahasa berarti lubang hitam adalah singularitas di ruang waktu dengan massa dan tarikan gravitasi yang sangat besar, bahkan cahaya sekalipun tidak dapat keluar, atau dapat diartiakn wilayah aneh dimana gravitasi cukup kuat untuk membelokkan cahaya, ruang, dan mengubah waktu. Berikut adalah hasil pengamatan Teleskop Event Horizon mengenai citra Black hole

Gambar 2. Citra Black Hole Supermasif M87

Ini hanya citra atau image  dari gelombang radio yang ditranslasikan ke dalam warna umum atau dikenal yang diambil pada bulan April 2019  oleh Teleskop Event Horizon. Berbentuk Bulat karena adanya energi nuklir yang sifatnya memberikan tekanan keluar diimbangi dengam tarikan gravitasi sehingga bentuknya stabil.

Black Hole ini dinamai M87 karena letaknya yang berada di pusat Galaksi M87 dengan massa 6.5 milyar kali massa matahari. Teleskop Event Horizon adalah konsorsium 7 teleskop radio di permukaan bumi yang terhubung satu sama lain, sehingga secara efektif menjadi teleskop radio dengan ukuran permukaan bumi yang ditujukan secara khusus memotrer citra Black hole. 

Gambar 3. 7 Letak Teleskop Event Horizon 

Struktur

Gambar 4. Struktur Black Hole

• Event Horizon (cakrawala peristiwa) adalah perbatasan dalam ruang waktu atau permukaan dari Black Hole yang di dalamnya tidak dapat diamati. Ini telah terbentuk sebelum Singularity ada yang garis ruang waktu Black Hole bertukar saat event horizon terbentuk. Oleh karena itu, di dalam event horizon konteksnya adalah waktu. 

• Singularity adalah sebuah titik berada di pusat Black Hole yang memiliki kekuatan gravitasi tanpa batas sehingga ruang waktu hancur dan tidak diketahui apa yang terjadi di dalam sana. Hanya diketahui Entropi dari Black Hole yang sebanding dengan luas permukaan event horizon. Gravitasi yang kuat ini menyebabkan benda yang berada disekitarnya tertarik dan masuk ke dalamnya dan ketika sudah berada di singularity, benda tersebut tidak akan keluar bahkan cahaya sekalipun.

Ini semua adalah konsekuensi matematis dari teori relativitas umum Einstein, bahkan Einstein pernah meragukan keberadaan lubang hitam. Namun sekarang kita tahu bahwa lubang hitam benar-benar ada. 

Klasifikasi dan Pembentukan

Pembentukan ==>> Bintang terbentuk dengan kondisi seimbang antara radiasi dan gravitasinya. Tingkat radiasi semakin melemah dibandingkan dengan gaya gravitasi ketika kehabisan bahan bakar untuk de fusi sehingga terjadilah keruntuhan dengan adanya ledakan Supernova yang berakhir menjadi Black Hole atau Bintang Neutron. 

Klasifikasi Black Hole ada 3 macam, diantaranya adalah:

1. Black Hole Bintang (Stellar)

Bintang dapat dibagi menjadi dua bentuk yaitu Besar dan Kecil

Bintang Besar (3× massa matahari) akan mengalami keruntuhan dan menciptakan suatu Black Hole baik sangat kecil maupun sangat padat, sedangkan Bintang Kecil akan mengalami keruntuhan dan berakhir menjadi bintang neutron atau kerdil putih (white drawf). Menurut Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics "Ada beberapa ratus juta lubang hitam bintang (stellar) yang berada di Galaksi Bima Sakti". Kesimpulan pembentukan dari Black Hole Bintang ini dapat digambarkan sebagai berikut:

2. Black Hole Menengah (Intermediate)

Black Hole ini dapat diartikan tersangkut di tengah yang diperkirakan terbentuk ketika bintang dalam gugus bertabrakan berantai sehingga menjadi suatu black hole yang diantaranya jatuh bersama di pusat galaksi dan menciptakan Black Hole Supermasif. Black Hole Menengah ini sangat jarang ditetemukan berbeda dengan Stellar dan Supermasif yang berjumlah sangat banyak. Kesimpulan dari pembentukan Black Hole ini dapat digambarkan sebagai berikut:

3. Black Hole Supermasif (supermasivve)

Black Hole ini adalah Black Hole Raksasa terletak di hampir semua pusat galaksi yang bermassa jutaan/milyaran dari massa matahari dan jumlahnya mendominasi di alam semesta ini. Kemungkinan terbentuknya Black Hole ini dari gabungan ratusan/ribuan black hole kecil, awan gas besar dan debu yang mempercepat tambahnya massa dengan runtuhnya sekelompok bintang yang jatuh bersama dan kumpulan materi gelap. Terdapat Black Hole Supermasif tang terletak di pusat galaksi Bima Sakti bernama Sagitarius A yang dapat menampung beberapa juta bumi. Berikut gambaran tentang kesimpulan Pembentukan Black Hole Supermasif:

Fakta Menarik atau Kesimpulan

• Einstein memprediksikan adanya Black Hole, bahwa ketika bintang masif mati akan menjadi inti sisa yang kecil dan padat sehingga massa gravitasi gaya lain jika massa 3 X massa matahari dan menghasilkan lubang hitam. 
• Ilmuan dapat menyimpulkan adanya Black Hole dengan mendeteksi pengaruhnya terhadap materi lain disekitarnya. Dengan kata lain ilmuan melihat bagaimana gravitasi yang kuat dapat mempengaruhi bintang dan gas disekitar. Contohnya Bintang menghilang seketika yang berkemungkinan tertarik oleh sesuatu yaitu Black Hole ini yang disebut proses akresi.
• Black Hole dapat digambarkan sebagai satu atom dengan massa sebesar gunung yang sangat besar.
• Black Hole tidak akan menelan Bumi karena Black Hole tidak beredar dan tidak ada black hole disekitar bumi.
• Matahari tidakk akan menjadi Black Hole karena massanya tidak cukup besar untuk menjadi Black Hole
• Insteller adalah salah satu Film yang berhubungan dengan Black Hole

 Sumber : Webinar " Lubang Hitam (Black Hole) oleh Prof. Dr. Husain Alatas
                  kelaspintar.id
                  nationalgeographic.com
                  space.com
                  nasa.gov