Hancurnya Dimensi Waktu Pada Lubang Hitam

Ilustrasi Lubang Hitam sumber: NASA/JPL-Caltech

Keberadaan planet-planet tidaklah jauh berbeda dengan manusia yaitu melalui sejumlah proses dalam menjalani kehidupannya. Manusia lahir sebagai bayi, tumbuh besar menjadi dewasa, kemudian tua serta mati. Masa dewasa yaitu masa-masa aktif dalam melaksanakan mermacam kegiatan buat memenuhi tanggung jawabnya sedangkan pada waktu tua relatif dilayani oleh orang lain. Demikian juga halnya dengan bintang-bintang yang memiliki fase aktif serta fase pasif serta akhirnya mati. Pada saat bintang-bintang tersebut aktif dapat kita lihat dengan pancaran sinarnya yang dihasilkan dari rekasi-reaksi unsur- unsur yang pada bintang-bintang tersebut sedangkan pada fase fasip bintang-bintang tersebut enggak lagi dapat memancarkan sinar dari permukaanya sebab unsur-unsur yang ada berupa hidrogen, helium enggak lagi dapat bekerja. Pada fase ini bintang dimaksud cuma bakal menyerap energi dari planet-planet disekitarnya sampai akhirnya enggak mampu lagi menyerap energi dari planet disekitarnya serta dengan demikian enggak terjadi reaksi nuklir serta akibatnya bintang tersebut bakal menjadi dingin serta inilah awal kematian dari suatu bintang yang selanjutnya bakal runtuh. Proses runtuhnya bintang inilah yang disebut dengan LUBANG HITAM.

Apakah yang dimaksud dengan lubang hitam? Lubang hitam yaitu kasus runtuhnya sebuah bintang yang memiliki gravitasi yang sangat besar. Karena kekuatan gravitasinya yang sangat besar sehingga cahaya yang terserap enggak dpat keluar dari permukaanya. Kecepatan masing-masing partikel dari bintang tersebut  pada saat runtuh dapat melebihi kecepatan cahaya. Medan gravitasi dari bintang ini sangat kuat sehingga buat bisa lepas dari tarikan gravitasinya diperlukan kecepatan yang lebih besar dari kecepatan cahaya. Karena memiliki tarikan gravitasi yang sangat tinggi, maka terkadang membuat lubang hitam menjadi pusat dari suatu galaksi.

Kecepatan lubang hitam mencapai lebih dari 400.000 kilometer per jam. Kecepatan ini bergantung pada ukuran serta massa dari lubang hitam itu sendiri, dimana ukuran dari lubang hitam sendiri sangat bervariasi, dari yang sangat padat dengan berat jutaan atau bahkan miliaran kali dari berat matahari hingga massa bintang yang lebih ringan.

Lubang hitam adalah bentuk revolusi paling akhir dari suatu bintang. Setiap saat bintang mengalami reaksi antara hidrogen, helium, oksigen serta karbon buat menghasilkan energi yang menyebabkan bintang dapat bersinar. Bintang tersebut mengalami tarikan ke arah dalam dari gravitasinya sendiri, hal ini seimbang dengan tekanan luar dari fusi nuklir.

Ketika bahan bakar hidrogen dalam inti bintang mulai habis, reaksi nuklir pada lapisan luar mengambil alih melalui reaksi unsur-unsur yang ada pada lapisan permukaan serta mengakibatkan bintang  bersinar makin terang, serta selanjutnya saat bahan bakar  pada bagian luar habis radiasinya menghilang serta bakal berpengaruh terhadap gravitasinya yang makin enggak seimbang serta akibatnya bintang runtuh kearah dalam.  Pada fase ini bintang mulai mendingin serta makin padat, gravitasinya makin meningkat serta makin enggak seimbang. Perkara ini jelas berdampak terhadap rotasinya yang mengalami percepatan serta selanjutnya pada pase tertentu bakal menyebabkan pemanasan serta menjadikan bintang tersebut mengembang menjadi bola raksasa merah atau bintang super raksasa yang siap buat meledak.

Reaksi nuklir yang terjadi di lapisan luar pada sebuah bintang super raksasa, mengubah beberapa unsur menjadi unsur-unsur lain buat melepaskan energi. Ketika pengubahan atau konversi ini enggak lagi dapat dilakukan, bintang menjadi lumpuh serta meledak menjadi supernova. Perkara ini menyebabkan beberapa unsur yang berbeda menyebar ke seluruh luar angkasa. Unsur-unsur tersebut memiliki gaya gravitasi yan sangat kuat. Medan gravitasi yang kuat inilah yang menghasilkan sebuah lubang besar yang disebut lubang hitam.

Bukan semua bintang dapat berubah menjadi lubang hitam. Contohnya bumi serta matahari enggak bakal pernah menjadi lubang hitam. Mengapa? Perkara ini dikarenakan gravitasi dari bumi serta matahari enggak cukup buat mengalahkan kekuatan atom serta nuklir dari dalam intinya, yang menolak kompresi.

Sebuah lubang hitam dapat tumbuh dengan cepat dengan menghisap bintang serta gas di dekatnya. Apapun yang memasuki horizon peristiwa dari lubang hitam, enggak bakal bisa lepas dari tarikan gravitasinya. Lubang hitam enggak dapat menghisap benda dari jarak yang cukup jauh. Sebuah lubang hitam cuma dapat menangkap objek yang datang sangat dekat dengannya. Mereka lebih seperti pembersih vakum kosmik.  Sebagai contoh, bayangkan jika matahari diganti dengan lubang hitam dengan massa yang sama. Bumi bakal menjadi gelap sepenuhnya, tetapi planet-planet bakal terus berputar di sekitar lubang hitam pada jarak serta kecepatan yang sama seperti saat ini ini. Bukan ada satupun dari planet bakal tertarik oleh gravitasi lubang hitam (www.Hubblesite.org).

Lubang hitam yang paling besar dapat menghisap bintang secara keseluruhan. Lubang hitam juga bisa tumbuh dengan bertabrakan serta bergabung dengan lubang hitam lainnya menjadi satu lubang hitam yang lebih besar. kalau hal ini terjadi, maka lubang hitam bakal menghasilkan energi yang luar biasa serta mengirim gelombang gravitasi yang besar melalui ruang waktu dari alam semesta.

Menurut Stephen Hawking, mengungkapkan kalau lubang hitam enggak menghancurkan segala yang dihisapnya, tetapi menyimpan apa yang dihisapnya buat waktu yang lama. Setelah lubang hitam rusak serta mati, apa yang pernah dihisapnya bakal dipancarkan kembali ke jagad raya dalam keadaan tercerai berai.

Lubang hitam memiliki tarikan gravitasi yang sangat besar. Tarikan gravitasi ini erat kaitannya dengan massa dari suatu benda. Namun, sebelum membahas mengenai gravitasi lubang hitam terlebih dahulu harus diketahui apa itu gravitasi secara umum. Menurut hukum gravitasi universal Newton, gaya gravitasi yaitu gaya Tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang memiliki massa di alam semesta.

Hukum gravitasi dalam bentuk interaksi antara dua partikel selalu bekerja sepanjang garis yang menghubungkan dua buah partikel, serta membentuk pasangan aksi-reaksi. Meskipun massa kedua partikel berbeda, kedua gaya interaksinya memiliki besar yang sama. Perkara ini memjadikan interaksi gravitasi dari setiap dua benda yang memiliki distribusi massa bola simetris yaitu sama seperti semua massa dikumpulkan pada pusatnya. Semua partikel dalam benda secara gravitasi saling Tarik menarik satu sama lain, partikel cenderung bergerak buat meminimumkan jarak antar partikel.

tidak cuma hukum gravitasi Newton, teori relativitas umum Einstein juga menjelaskan tentang gravitasi. Einstein menunjukkan kalau benda-benda mendistorsi ruang-waktu empat dimensi, serta distorsi inilah yang kita rasakan sebagai gravitasi. Untuk medan gravitasi yang relative lemah, seperti di Bumi, prediksi Einstein serta teori Newton hampir sama. Tapi buat medan gravitasi yang yang sangat kuat, seperti pada lubang hitam, teori Einstein dapat memprediksi banyak fenomena.

Teori relativitas umum yang dicetuskan Albert Einstein berbicara tentang interaksi gravitasi. Relativitas umum yang dibangun berdasarkan persamaan medan Einstein mengambil sudut pandang yang berbeda dengan gravitasi Newton. Menurut teori relativitas umum, gravitasi bukanlah efek dari tarikan benda bermassa seperti anggapan Newton melainkan efek dari kelengkungan ruang waktu berdimensi 4. Kelengkungan ini ditentukan oleh distribusi materi serta energi.

Teori relativitas umum mengungkapkan kalau hadirnya materi menyebabkan perlengkungan ruang waktu sehingga benda yang tengah melintas di dekat materi itu bakal membentuka lintasan lengkung. Inilah yang disebut efek gravitasi, sebagaimana dibuktikan oleh perlengkungan cahaya yang melintasi medan gravitasi.

Pada titik-titik yang jauh dari sebuah lubang hitam, efek gravitasinya yaitu sama buat setiap benda normal dengan massa yang sama. Misalkan saja jika matahari runtuh buat membentuk sebuah lubang hitam, maka orbit planet-planet enggak bakal terpengaruh. Tetapi benda-benda bakal mengalami perbedaan yang signifikan dengan lubang hitam. Sebuah efek yang disebut pergeseran merah gravitasi diamati dalam lubang hitam. Pergeseran merah gravitasi yaitu pergeseran panjang gelombang radiasi gelombang elektromagnetik saat bergerak mendekati atau menjauhi suatu medan gravitasi. kalau radiasi bergerak mendekati medan gravitasi panjang gelombangnya bergeser kearah biru, serta jika menjauhi medan gravitasi bakal bergeser kearah merah.

Pada relativitas umum, mengamati kalau terdapat suatu daerah disekitar lubang hitam yang didalamnya peristiwa-peristiwa enggak dapat mempengaruhi pengamat yang berada di luar. Daerah ini adalah perbatasan dalam ruang-waktu yang disebut horizon peristiwa. Cahaya yang dipancarkan dari dalam horizon peristiwa enggak bakal pernah bias mencapai pengamat, serta apapun yang melewati horizon peristiwa dari sisi pengamat Nampak diam di tempat, dengan citranya menjadi lebih bergeser kea rah merah seiring berjalannya waktu. Radiasi yang dapat lolos dari medan gravitasi lubang hitam dideskripsikan sebagai perbatasan yang didalamnya kecepatan lolos dari lubang hitam lebih besar daripada kecepatan cahaya. Deskripsi alternatif yaitu kalau di dalam horizon ini semua jalur yang dapat dilintasi cahaya dilengkungkan buat jatuh lebih jauh ke dalam lubang hitam. Ketika partikel berada di dalam horizon tersebut, bergerak ke dalam lubang tersebut enggak bias dihindari seperti halnya bergerak maju dalam waktu (bregman,1960).

Efek kuantum dari horizon peristiwa yaitu horizon peristiwa memiliki suhu serta dapat memancarkan radiasi. Suhu ini berbanding terbalik dengan massa lubang hitam, sehingga sulit mengamati lubang hitam bermassa bintang atau lebih. Perkara ini berkaitan dengan  hukum kedua termodinamika yang mengungkapkan kalau perubahan dari suatu sistem termodinamika tertutup berlangsung di arah peningkatan entropi. Radiasi yang dilepaskan lubang hitam akibat efek kuantum di dekat horizon peristiwa disebut radiasi Hawking. Radiasi Hawking mengurangi massa serta energi lubang hitam, sehingga lubang hitam yang kehilangan lebih banyak massa dari yang diterima bakal mengecil serta akhirnya menghilang (wospakrik, 1987).

kalau sebuah perubahan kuantum menciptakan partikel maya, pasangan ini bakal hancur serta hilang kembali ke dalam ruang hampa dalam tempo sangat singkat sehingga gangguan terhadap asas kesetimbangan energi enggak dapat diamati. Disebut gangguan sebab pasangan itu lahir dari sesuatu yang enggak ada. Meskipun demikian, jika pasangan partikel maya melompat ke dalam ruang melengkung di dekat lubang hitam, salah satu partikel itu bakal jatuh ke dalam lubang hitam sementara yang lain dapat lolos sehingga dapat diamati. Fenomena itu terjadi sebab partikel yang jatuh ke dalam lubang hitam secara prinsip kehilangan energi lebih besar selama proses jatuhnya. Energi yang hilang lebih besar daripada energi yang diperlukan pada saat muncul dari ruang kosong. Fenomena itu menyumbang “energi negatif” kepada lubang hitam sehingga energi lubang hitam itu sendiri bakal merosot. Perkara ini konsisten dengan hukum kekekalan energi, sebab mengganti energi milik partikel yang lain. Inilah cara lubang hitam memancarkan radiasi. tidak cuma itu energi lubang hitam makin merosot partikel demi partikel selama proses, seiring dengan berkurangnya massa. Pada akhirnya energi itu bisa juga sirna sama sekali dengan menyisakan radiasi hasil kerja seumur hidupnya.

Teori relativitas umum juga mengemukakan kalau setiap jumlah materi bakal melengkungkan ruang-waktu secara sempurna di sekeliling dirinya, serta menjadikannya sebuah lubang hitam, apabila dimampatkan dalam radius tertentu. Kita dapat menciptakan lubang hitam dengan menambah massa sebuah benda serta mempertahankan massanya serta memampatkannya sampai radius kritis.

Benda padat bakal dapat menciptakan distorsi ruang serta waktu yang sangat kuat sehingga waktu bakal sangat enggak terduga. Distorsi dapat terjadi pada benda dengan massa yang sangat besar, dimana dengan massa yang besar tersebut dapat menimbulkan medan gravitasi yang sangat kuat, misalnya pada lubang hitam. Benda-benda langit dengan massa yang besar yang mengalami distorsi ruang-waktu bakal memiliki waktu yang relative pada daerah tersebut. Contohnya, bayangkan kita berada pada sebuah pesawat ruang angkasa yang berada di dekat lubang hitam. Kita mengirim robot buat mendekati lubang hitam serta membandingkan waktu yang ada di dalam onboard dengan waktu yang ada pada robot. Jam yang dibawa oleh robot tersebut  berjalan makin lambat seiring makin dekatnya robot ke dalam lubang hitam. Perkara ini terjadi sebab adanya gravitasi yang sangat kuat, sehingga pengaruh dari gravitasi itu terhadap waktu di tempat itu yaitu adanya pemuluran waktu. tidak cuma dapat mengalami pemuluran waktu akibat gravitasi yang sangat kuat, di dalam lubang hitam waktu juga dapat berhenti. Waktu berhenti ini terjadi saat suatu benda masuk ke dalam horizon peristiwa lubang hitam. 

Pemuluran waktu dalam lubang hitam disebut sebagai efek dilatasi waktu. Dilatasi waktu dapat terjadi saat suatu benda dapat bergerak dengan kecepatan cahaya bahkan lebih cepat, maka benda tersebut bakal mengalami waktu yang lebih lambat. tidak cuma itu, dilatasi waktu juga dapat terjadi saat suatu benda mendekati medan gravitasi yang besar, seperti pada lubang hitam. Inti dari efek dilatasi waktu tersebut yaitu titik referensi atau titik acuan. Misalnya astronaut bergerak dengan kecepatan cahaya, astronaut bergerak mengacu pada pergerakan bumi, sehingga secara waktu yang dialami astronaut lebih lama dengan yang ada di bumi.

Ruang-waktu disekitar benda dengan massa yang besar  bakal dibengkokkan sebab medan gravitasi dari benda bermassa tersebut sangat besar. kalau suatu benda memilliki gravitasi dengan nilai enggak terhingga, maka ruang-waktu bakal terbengkokkan menuju pusat singularitas dengan kepadatan enggak terhingga. Fenomena ini terjadi juga pada lubang hitam, dimana pusat dari sebuah lubang hitam yaitu singularitas.

Singularitas yaitu sebuah materi yang tertekan hingga menjadi sebuah titik yang memiliki ukuran 10 pangkat takhingga atau dapat dikatakan sebagai suatu ketiadaan. Pada singularitas lubang hitam, disinilah terpusatnya kekuatan tarikan gravitasi enggak terhingga. Dalam singularitas enggak ada hukum-hukum fisika yang berlaku dikarenakan ruang-waktu sebagai kerangka acuan dalam hukum-hukum fisika Telah enggak berarti di dalam singularitas. Prinsip pengabaian menjadikan enggak ada nilai-nilai fisika dari partikel-partikel yang dapat diprediksikan dalam singularitas.

Para astronom telah menemukan kalau lubang hitam yang berada di pusat galaksi Bima Sakti telah mengalami gejolak pada sekitar tiga abad lalu. Lubang hitam tersebut diketahui sebagai Sagitarius A*, tergolong lubang hitam raksasa, dengan massa mencapai 4 juta kali massa matahari. Namun, energi yang dipancarkan oleh lubang hitam ini jauh lebih lemah daripada lubang hitam pada galaksi lain.

Adanya lubang hitam pada pusat galaksi Bima Sakti, memberikan gaya Tarik terhadap benda-benda angkasa yang bergerak mengelilinginya. kalau lubang hitam ini kehilangan energi gravitasi, benda-benda angkasa yang mengelilinginya bakal terlempar keluar, sebaliknya bila gaya sentrifugal akibat putaran berkurang, benda angkasa tersebut bakal bergerak mendekati lubang hitam. kalau hal itu terjadi, akibatnya bakal sangat fatal bagi galaksi ini dimana kemungkinan terburuknya yaitu seluruh galaksi ini bakal terhisap ke dalam lubang hitam. Oleh sebab itu lubang hitam memiliki energy gravitasi yang sangat kuat sehingga dapat menarik benda-benda angkasa buat berputar mengelillilnginya dengan kecepatan tertentu.

Bagikan Artikel ini