View
222
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/17/2019 Blackhole, Si Pemakan Benda Angkasa
1/6
BLACKHOLE, SI PEMAKAN BENDA ANGKASA
HERI RAHMAT SURYADI
Prodi Fisika, Jurusa Fisika, Ui!"rsi#as N"$"ri Makassar
A%s#rak
Lubang hitam adalah suatu benda dengan massa yang sangat masif, sehingga
menyebabkan cahaya bisa tertarik dan terjebak ke dalamnya tanpa bisa melepaskan
diri. Bila cahaya terjebak oleh lubang hitam, maka tidak akan mungkin ada
informasi yang bisa diperoleh untuk membuktikan adanya lubang hitam secara
langsung. Tetapi pengamatan akan perilaku benda-benda bergerak dan distribusi
energi dari suatu lokasi bisa diterapkan untuk menentukan adanya distribusi massa
dari suatu lokasi, dalam hal ini diterapkan untuk menentukan keberadaan lubang hitam.
Lubang hitam memiliki kerapatan sampai-sampai cahaya ditelan gravitasinya,
kerapatan lubang hitam adalah 4x!4 g"cm#.
Ka#a Ku&i' $ahaya, %ravitasi, Lubang &itam.
A( P"da)u*ua
Black &ole 'lubang hitam( adalah sebuah konsep astronomi yang
menggambarkan suatu area atau ruang yang memiliki tarikan gravitasi yang sangat
kuat sehingga akan menarik segala sesuatu - bahkan cahaya- akan tersedot ke
dalamnya. )asih terjadi perdebatan antara ilmuan tentang eksistensi Black &ole ini.
Beberapa menyatakan bah*a fenomena Black &ole hanya penjelasan yang diciptakan
untuk sebuah fenomena yang tidak dapat dinyatakan atau dirasionalisasikan, yaitu
hilangnya materi atau benda dalam ruang. Tidak jelas persis bagaimana lubang ini
terbentuk, tetapi kebanyakan ahli percaya bah*a lubang ini terjadi akibat kematian
bintang 'seperti )atahari( sehingga sulit untuk mendokumentasikannya. +eneliti
biasanya hanya mampu mengidentifikasi lubang ini dengan mengukur medan gaya
dan output energi. Tidak seperti kebanyakan bintang dan entitas kosmik lainnya
karena Black &ole tak terlihat dengan mata.
B( S"+ara) Lu%a$ Hi#a
Teori adanya lubang hitam pertama kali diajukan pada abad ke- oleh ohn
)ichell dan +ierre imon Laplace, selanjutnya dikembangkan oleh astronom erman
bernama /arl ch*ar0schild pada tahun 12, dengan berdasar pada teori relativitas
umum dari 3lbert instein, dan semakin dipopulerkan oleh tephen 5illiam &a*king.
3dalah ohn 3rchibald 5heeler pada tahun 126 yang memberikan nama 7Lubang
&itam8 sehingga menjadi populer di dunia bahkan juga menjadi topik favorit para
penulis fiksi ilmiah. /ita tidak dapat melihat lubang hitam akan tetapi kita bisa
mendeteksi materi yang tertarik " tersedot ke arahnya. 9engan cara inilah, para
astronom mempelajari dan mengidentifikasikan banyak lubang hitam di angkasa le*at
8/17/2019 Blackhole, Si Pemakan Benda Angkasa
2/6
observasi yang sangat hati-hati sehingga diperkirakan di angkasa dihiasi oleh jutaan
lubang hitam. Lubang &itam tercipta ketika suatu obyek tidak dapat bertahan dari
kekuatan tekanan gaya gravitasinya sendiri. Banyak obyek 'termasuk matahari dan bumi( tidak akan pernah menjadi lubang hitam. Tekanan gravitasi pada matahari dan
bumi tidak mencukupi untuk melampaui kekuatan atom dan nuklir dalam dirinya yang
sifatnya mela*an tekanan gravitasi. Tetapi sebaliknya untuk obyek yang bermassa
sangat besar, tekanan gravitasi-lah yang menang.
C( T"r%"#uk-a Lu%a$ Hi#a
3sal dari lubang hitam supermasif masih menjadi lapangan terbuka penelitian.
+ara astrofisika*an setuju bah*a lubang hitam berada di tempat di pusat sebuah
galaksi, yang dapat tumbuh dalam akresi materi dan bergabung dengan lubang hitam
lainnya. :amun, beberapa hipotesis menjelaskan mekanisme pembentukan dan massasumber atau ;benih; lubang hitam berasal dari sisa ledakan dari bintang masif dan
tumbuh dalam akresi materi. )odel lain melibatkan a*an gas besar pada periode
sebelum bintang-bintang pertama terbentuk dan runtuh menjadi ;bintang
8/17/2019 Blackhole, Si Pemakan Benda Angkasa
3/6
#. )iniature Black &ole
eperti namanya, Lubang hitam ini menurut pendapat ilmuan berukuran lebihkecil dari tipe tellar. )eski tipe ini sampai sekarang belum pernah diketemukan,
?lmuan berpendapat bah*a Lubang &itam tipe ini ada di alam semesta dan
terbentuk tak lama setelah alam semesta terbentuk 'Big Bang(.
E( K"&".a#a .u#ara Lu%a$ Hi#aBlack &ole adalah benda yang menjadi misteri di kalangan astronom dan
ilmu*an lain. Akurannya sangat besar sekali, berada di tengah galaksi, cahaya tidak
akan keluar karena tertarik gravitasi. /arena bentuknya yang besar dan nyaris tidak
terlihat, akan sulit menentukan apakah black hole sebenarnya berputar dan seberapa
cepat. ?ntinya, putaran di lubang hitam di tengah galaksi ada batasnya. adi tidak
berputar sampai tanpa %a#as k"&".a#a( alah satu yang diteliti dari jantung galaksi
:%$ #2, putaran lubang hitam disana mencapai 4C dari kecepatan cahaya. 9an batas tersebut sudah mencapai ambang batas kecepatan kosmik, tidak akan berputar
lebih cepat lagi. Tapi ukuran black hole yang besar akan membentuk putaran sangat
cepat. $ontoh inti galaksi )ilky 5ay memiliki putaran .! x perdetik 'berdasarkan
teori(. Dang memplublikasikan berita diatas sampai menyebutkan. +enemuan di dunia
astronomi terkadang membuat gila pembacanya. 5alau astronomi menceritakan apa
adanya.
F( Ri0a-a# Hidu. Lu%a$ Hi#aLubang &itam tercipta ketika suatu obyek tidak dapat bertahan dari kekuatan
tekanan gaya gravitasinya sendiri. Banyak obyek 'termasuk matahari dan bumi( tidak
akan pernah menjadi lubang hitam. Tekanan gravitasi pada matahari dan bumi tidak mencukupi untuk melampaui kekuatan atom dan nuklir dalam dirinya yang sifatnya
mela*an tekanan gravitasi. Tetapi sebaliknya untuk obyek yang bermassa sangat
besar, tekanan gravitasi yang unggul.
)enurut teori evolusi bintang 'lahir, berkembang dan matinya bintang(, eyang
kakung dari lubang hitam adalah sebuah bintang biru. Bintang biru merupakan julukan
bagi deret kelompok bintang yang massanya lebih besar dari ,4 kali massa matahari.
9isebutkan para ahli fisika kosmis, ketika pembakaran hidrogen di bintang biru mulai
berakhir 'kira-kira memakan *aktu ! juta tahun(, ia akan berkontraksi dan memuai
menjadi bintang maha raksasa biru. elanjutnya, ia akan mendingin menjadi bintang
maha raksasa merah. 9alam fase inilah, akibat tarikan gravitasinya sendiri, bintang
maha raksasa merah mengalami keruntuhan gravitasi menghasilkan ledakan dahsyat
atau biasa disebut sebagai upernova.
upernova 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 +ulsar atau bintang denyut( terjadi bila
massa bintang runtuh lebih besar dari ,4 kali, tapi lebih kecil dari tiga kali massa
matahari. ementara lubang hitam mempunyai massa bintang runtuh lebih dari tiga
kali massa matahari. )ateri 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.
8/17/2019 Blackhole, Si Pemakan Benda Angkasa
4/6
)assa dari lubang hitam terus bertambah dengan cara menangkap semua materi
didekatnya. emua materi tidak bisa lari dari jeratan lubang hitam jika melintas terlalu
dekat. adi obyek yang tidak bisa menjaga jarak yang aman dari lubang hitam akantersedot. Berlainan dengan reputasi yang disandangnya saat ini yang menyatakan
bah*a lubang hitam dapat menyedot apa saja disekitarnya, lubang hitam tidak dapat
menyedot material yang jaraknya sangat jauh dari dirinya. 9ia hanya bisa menarik
materi yang le*at sangat dekat dengannya. Lubang hitam juga dapat bertambah
massanya dengan cara bertubrukan dengan lubang hitam yang lain sehingga menjadi
satu lubang hitam yang lebih besar
9i dalam kaidah fisika, besaran gaya gravitasi berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak atau dirumuskan E F "r=. 9ari formula inilah kita bisa memahami
mengapa lubang hitam mempunyai gaya gravitasi yang maha dahsyat. 9engan nilai r
yang makin kecil atau mendekati nol, gaya gravitasi akan menjadi tak hingga besarnya.
+ara ilmu*an menghitung, seandainya bumi kita ini akan menjadi lubang hitam,
agar gravitasinya mampu mencegah cahaya keluar, maka bumi harus dimampatkan
menjadi bola berjari-jari cm
G( M"*a&ak Lu%a$ Hi#a
/esempatan 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. 9ari gesekan internal, gas-gas yang tersedot itu akan menjadi
sangat panas 'hingga = juta derajat( dan memancarkan sinar-G. 9ari sinar-G inilah
para ahli memulai langkah untuk menjejak lubang hitam.
+ada = 9esember 16!, 3 meluncurkan satelit astronomi kecil 'mall
3stronomical atellite H3( pendeteksi sinar-G di kosmis bernama Ahuru dari lepas
pantai /enya. 9ari hasil pengamatannya didapatkan bah*a sebuah bintang maha
raksasa biru, yakni &9==22 yang terletak dalam konstelasi $ygnus '.!!! tahun
cahaya dari bumi( mempunyai pasangan bintang $ygnus G-, yang tidak dapat
dideteksi secara langsung.
$ygnus G- menampakkan orbitnya berupa gas-gas hasil ledakan termonuklir
&9==22 yang bergerak membentuk sebuah cakram. $ygnus G- diperhitungkan
berukuran lebih kecil dari Bumi, tapi memiliki massa enam kali lebih besar dari massa
matahari. Bintang redup ini telah diyakini para ilmu*an sebagai lubang hitam. elain
$ygnus G-, Ahuru juga mendapatkan sumber sinar-G kosmis, yakni $ygnus G-#
dalam konstelasi $entaurus dan Lupus G- dalam konstelasi bintang Lupus. 9ua yang
disebut terakhir belum dipastikan sebagai lubang hitam, termasuk ##1 sumber sinar-G
lainnya yang dideteksi selama =, tahun masa operasi Ahuru.
8/17/2019 Blackhole, Si Pemakan Benda Angkasa
5/6
ksplorasi sumber sinar-G di kosmis masih dilanjutkan oleh satelit &3I '&igh
nergy 3stronomical Ibservatory( atau instein Ibservatory tahun 16. atelit ini
menemukan bintang ganda yang lain dalam konstelasi $ircinus, yakni $ircinus G-serta J2 corpii dan %G##1-4 dalam konstelasi bintang corpius.
Tahun 111, dengan biaya =, milyar dollar, 3 masih meluncurkan teleskop
$handra, guna menyingkap misteri lubang hitam. The $handra G-ray Ibservatory
sepanjang 4 kaki milik :33 ini telah berhasil membuat ratusan gambar resolusi
tinggi dan menangkap adanya lompatan-lompatan sinar-G dari pusat galaksi Bima
akti berjarak =4.!!! tahun cahaya dari Bumi. )encengangkan, karena bila memang
benar demikian 'lompatan sinar-G itu( menunjukkan adanya sebuah lubang hitam di
jantung Bima akti, maka teori 3lbert instein kembali benar. ?a menyatakan, bah*a
di jantung setiap galaksi terdapat lubang hitam.
etelah hampir selama #! tahun berkeyakinan bah*a lubang hitam 'black hole(
menelan dan menghancurkan segala sesuatu yang terperangkap di dalamnya,
fisika*an antariksa tephen &a*king berubah pikiran. &a*king mengaku telah salah
meletakkan argumen kunci tentang perilaku lubang hitam itu.
&ukum-hukum fisika kuantum menyatakan, informasi-informasi itu tidak
mungkin hilang sepenuhnya. &a*king dan teman-temannya berpendapat medan
gravitasi ekstrem dari lubang hitam dapat menjadi pengecualian dari hukum- hukum
itu. Kadius sebuah lubang hitam 'Ks( =)%"v=. 9i mana ) adalah massa lubang
hitam, % adalah konstanta %ravitasi, dan v adalah kecepatan yang dibutuhkan suatu
objek untuk menghindar dari gaya tarik gravitasi. Antuk kasus lubang hitam v adalah c
atau kecepatan cahaya.
9alam konferensi internasional tentang Kelativitas Amum dan %ravitasi ke-6,
uli =!!4, &a*king mengumumkan apa yang ia percayai keliru. )enurut dia,
informasi yang ditelan lubang hitam mungkin bisa ditelusuri kembali dalam bentuk
yang membingungkan. ?ni memungkinkan penyatuan teori gravitasi dan mekanika
kuantum.
?nformasi-informasi yang ada dalam lubang hitam itu ternyata memungkinkanuntuk melepaskan diri. Temuan barunya itu bahkan dapat membantu memecahkan
paradoks informasi di lubang hitam yang selama ini menjadi teka-teki besar dalam
fisika modern. Maya telah memikirkan tentang permasalahan ini selama #! tahun
terakhir, dan saya kira kini saya telah memiliki ja*abannyaN kata &a*king.
)enurutnya, sebuah lubang hitam hanya muncul untuk membentuk diri tetapi
belakangan membuka diri dan melepaskan informasi tentang apa yang telah terjatuh
ke dalamnya. adi kita dapat memastikan tentang masa lalu dan memprediksikan yang
akan datang.
8/17/2019 Blackhole, Si Pemakan Benda Angkasa
6/6
H( Massa da 1o*u" Lu%a$ Hi#a
Black &ole tetaplah materi yg tersusun dari partikel-partikel, jadi tentu sajamemilki massa juga volume. :ilai perbandingan )assa Black &ole"Jolume
Black&ole sangatlah besar dibandingkan perbandingan )assa benda lain"Jolume
benda lain tersebut. 9an karena perbandingan massa"volume yg besar itulah
;Black&ole tersebut menjadi Black&ole; yg dapat menarik apapun apabila sesuatu itu
berada di ;ruang lingkupnya;. +ersamaan yg menyatakan semua Black &ole adalah >
r =2Gm
c2
dimana>
r jari= maksimal ' m (,
% /onstanta %ravitasi ' 2.26#!! O ! - m#"kg.s= (
m massa benda ' /g (
c kecepatan cahaya di vakum ' # x ! m"s (
9ari persamaan tersebut menjelaskan bah*a suatu benda harus tetap memiliki
massa dan volume supaya bisa menjadi Black&ole, atau dgn kata lain Black &ole itu
memiliki massa dan volume. 9an untuk menghitung nilai percepatan gravitasinya
menggunakan persamaan >
Fg=Gm
1.m
2
r2
kemudian, persamaanmassa
g= Fg¿ hole ¿
emakin kecil massa lubang hitam, semakin tinggi temperaturnya dan semakin
cepat lubang hitam itu menguap. ika massanya lebih dari ! 1 ton maka *aktu yang
diperlukan untuk menguap lebih lama daripada umur bintang tertua. Kadius
ch*a0schild yang sesuai dengan massa ini kira-kira sama dengan diameter inti atom.
Lubang hitam pada pusat galaksi jauh lebih masif 'massive( dan akan menarik semua
materi di sekitarnya yang memancarkan radiasi energi tinggi ketika materi itu bergerak
menuju horison kejadian.
Recommended