Black Hole (Lubang Hitam) : Fenomena Langit yang Misterius dan Menakjubkan

Black hole adalah objek astrofisika yang sangat kuat dan padat, sehingga tidak ada apapun yang bisa mengeluarkan dari dalamnya, termasuk cahaya. Ini berarti bahwa black hole benar-benar "hitam" dan tidak terlihat oleh alat-alat teleskop.

Black hole dapat terbentuk dari bintang-bintang yang sangat besar yang kemudian runtuh ke dalam dirinya sendiri ketika bahan bakar nuklirnya habis. Proses ini disebut supernova. Ketika bintang meledak sebagai supernova, materi yang terdapat di dalamnya akan terberpisah dan membentuk black hole.

Namun, tidak semua bintang yang meledak akan menjadi black hole. Hal ini tergantung pada massa bintang tersebut. Bintang yang memiliki massa lebih dari 20 kali massa Matahari akan menjadi black hole setelah meledak sebagai supernova. Sementara itu, bintang dengan massa kurang dari 20 kali massa Matahari akan menjadi neutron star setelah meledak sebagai supernova.

Black hole juga dapat terbentuk dari kolaps objek-objek lain seperti nebulae yang besar atau objek-objek yang terbentuk dari kolaps awan gas dan debu yang ada di tengah galaksi.

Black hole dapat memiliki massa yang sangat besar, bahkan lebih besar dari massa galaksi yang ada di sekitarnya. Black hole dapat menarik benda-benda lain ke dalam jangkauan gravitasi yang kuat mereka, sehingga benda-benda tersebut akan bergerak dalam orbit yang unik di sekitar black hole.

Teori relativitas umum menyatakan bahwa black hole memiliki horizon event, di mana tidak ada benda yang dapat mengeluarkan diri dari black hole tersebut, bahkan jika benda tersebut bergerak dengan kecepatan cahaya.

Stephen Hawking mengembangkan teori Hawking radiation yang menyatakan bahwa black hole tidak benar-benar "hitam", tetapi sebenarnya mengeluarkan radiasi yang disebut Hawking radiation. Teori ini menyatakan bahwa black hole akan mengeluarkan radiasi tersebut seiring dengan berjalannya waktu, dan akan mengalami penurunan massa.

Ada dua jenis black hole yang dikenal, yaitu black hole yang berputar (spinning black hole) dan black hole yang tidak berputar (non-spinning black hole).

1. Spinning Black Hole
Spinning black hole adalah black hole yang memiliki momentum angular (berputar) dan memiliki karakteristik tambahan yang tidak dimiliki oleh black hole yang tidak berputar. Misalnya, spinning black hole memiliki daerah yang disebut ergosphere, di mana energi kinetik benda yang bergerak di dalamnya dapat diubah menjadi energi potensial. Selain itu, spinning black hole juga memiliki daerah yang disebut horizon event, di mana tidak ada benda yang dapat mengeluarkan diri dari black hole tersebut, bahkan jika benda tersebut bergerak dengan kecepatan cahaya.

2. Non-Spinning Black Hole
Non-spinning black hole, atau biasa disebut dengan black hole Schwarzschild, tidak memiliki momentum angular dan hanya memiliki horizon event yang sama dengan spinning black hole. Mereka juga memiliki massa yang sama dengan spinning black hole, tetapi tidak memiliki ergosphere. Black hole Schwarzschild lebih mudah dipahami dan dihitung daripada spinning black hole karena mereka tidak memiliki momentum angular. Namun, kebanyakan black hole yang ada di alam semesta kita sebenarnya adalah spinning black hole.

Cara Ilmuwan Mengungkap Keberadaan Black Hole

Ilmuwan dapat mengetahui adanya black hole dengan mengamati efek gravitasi yang diberikan oleh black hole tersebut pada benda-benda lain di sekitarnya. Misalnya, black hole dapat menarik bintang-bintang yang ada di dekatnya ke dalam jangkauan gravitasi yang kuat mereka, sehingga bintang-bintang tersebut akan bergerak dalam orbit yang unik di sekitar black hole. Dengan mengamati gerakan bintang-bintang tersebut, ilmuwan dapat memperkirakan adanya black hole dan menghitung massa dan ukuran black hole tersebut.

Selain itu, ilmuwan juga dapat menemukan black hole dengan mengamati radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda yang jatuh ke dalam black hole. Misalnya, bila bintang jatuh ke dalam black hole, bintang tersebut akan mengeluarkan radiasi X-ray yang dapat terdeteksi oleh alat-alat teleskop. Dengan demikian, ilmuwan dapat mengetahui adanya black hole meskipun black hole tersebut tidak terlihat secara langsung.

Ilmuwan juga dapat memprediksi adanya black hole dengan menggunakan teori relativitas umum yang dikembangkan oleh Albert Einstein. Teori ini menjelaskan bahwa ada batasan massa maksimum yang dapat ditampung oleh sebuah benda sebelum ia menjadi black hole. Dengan memperkirakan massa suatu benda dan menggunakan teori relativitas umum, ilmuwan dapat memprediksi apakah benda tersebut akan menjadi black hole atau tidak.

Teori-teori tentang Black Hole

Ada beberapa teori yang dikembangkan untuk menjelaskan sifat dan karakteristik dari black hole, di antaranya adalah:

1. Teori relativitas umum yang dikembangkan oleh Albert Einstein menjelaskan bahwa black hole merupakan objek astrofisika yang sangat kuat dan padat yang tidak membiarkan apapun yang keluar dari dalamnya, termasuk cahaya. Teori ini juga menjelaskan bahwa ada batasan massa maksimum yang dapat ditampung oleh sebuah benda sebelum ia menjadi black hole.
2. Teori Hawking radiation yang dikembangkan oleh Stephen Hawking menjelaskan bahwa black hole tidak benar-benar "hitam", tetapi sebenarnya mengeluarkan radiasi yang disebut Hawking radiation. Teori ini menyatakan bahwa black hole akan mengeluarkan radiasi tersebut seiring dengan berjalannya waktu, dan akan mengalami penurunan massa.
3. Teori firewall yang dikembangkan oleh Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski, dan James Sully menyatakan bahwa black hole memiliki "tembok api" di horizon eventnya yang dapat merusak benda-benda yang masuk ke dalam black hole. Teori ini berlawanan dengan teori Hawking radiation yang menyatakan bahwa black hole tidak memiliki efek yang merusak pada benda-benda yang masuk ke dalamnya.
4. Teori gravastar yang dikembangkan oleh Pawel O. Mazur dan Emil Mottola menyatakan bahwa black hole sebenarnya merupakan bola gravitasi yang sangat kuat yang terdiri dari plasma yang sangat panas dan dilapisi oleh lapisan energi negatif. Teori ini menjelaskan bahwa black hole tidak memiliki horizon event yang sesungguhnya dan tidak mengeluarkan Hawking radiation.