Tahukah anda apakah itu lubang hitam atau 'black hole'? Selama lebih 100 tahun, lubang hitam hanya dikenali sekadar teori. Bagaimanapun, semakin meningkat kecanggihan teknologi dunia, kewujudan lubang hitam sudah dapat dibuktikan. Konsep lubang hitam ini telah memikat perhatian saintis dan masyarakat selama berdekad-dekad. Namun, bagi yang kurang arif tentang ilmu kaji bintang atau astronomi, anda pasti tertanya-tanya apakah itu lubang hitam. Disini kami ingin kongsikan bahasa mudah untuk memahami lubang hitam dalam kajian astronomi.
Apakah itu Lubang Hitam 'Black Hole'?
- Lubang hitam adalah suatu ruangan di angkasa yang di tengahnya terdapat titik ketumpatan tak terhingga, dikenali sebagai ketunggalan (singularity). Semua objek yang memasuki kawasan ini akan dimampatkan ke titik dengan ketumpatan yang sangat tinggi. Di sekitar titik ketunggalan itu terdapat tarikan graviti yang begitu kuat sehingga tiada apa yang boleh melepaskan diri, termasuk cahaya.
- Oleh kerana lubang hitam tidak menghasilkan cahaya, ia sukar untuk dikesan secara langsung. Namun, kita boleh mengesannya melalui pemerhatian bahan yang mengelilinginya. Antara ciri yang sering ditemui adalah cakera gas dan debu yang berputar di sekeliling lubang hitam, jet materi yang panas dan bergerak pada kelajuan tinggi, atau sinaran seperti sinar-X yang dipancarkan oleh bahan yang jatuh ke dalam lubang hitam.
- Kajian terhadap perilaku bahan di sekitar lubang hitam adalah satu-satunya cara untuk menentukan keberadaan dan kedudukannya kerana sifatnya yang menarik cahaya ke arahnya, menjadikan ia tidak kelihatan secara langsung.
Asal-usul Teori Lubang Hitam 'Black Hole'
Asal usul tentang teori adanya lubang hitam bermula sejak abad ke18 iaitu idea tentang objek dengan tarikan graviti yang begitu besar sehingga tiada apa yang dapat lepas darinya. Ahli geologi dan astronomi Inggeris, John Michell, pertama kali mencadangkan konsep "bintang gelap" pada tahun 1783. Michell berpendapat bahawa suatu objek boleh menjadi begitu besar sehingga cahaya iaitu gelombang paling laju di alam semesta, tidak dapat melepasi daripada tarikan gravitinya.
Perkembangan teori yang lebih kuat datang daripada teori relativiti umum Albert Einstein pada tahun 1915. Relativiti umum menyediakan rangka kerja matematik untuk menerangkan bagaimana objek yang besar membengkokkan struktur ruang masa.
Pada tahun 1916, ahli fizik Jerman, Karl Schwarzschild, menggunakan persamaan Einstein untuk menerangkan syarat-syarat di mana lubang hitam boleh wujud. Penyelesaiannya, kini dikenali sebagai radius Schwarzschild, menerangkan sempadan di mana semua benda dan tenaga akan jatuh ke dalam titik yang sangat mampat iaitu titik singulariti.
Penyelidikan tentang Lubang Hitam 'Black Hole'
- Selama bertahun-tahun, lubang hitam kekal sebagai konsep sekadar teori. Hanya pada pertengahan abad ke-20, saintis mula mengumpulkan bukti pemerhatian yang menunjukkan kewujudannya. Pada tahun 1964, penemuan Cygnus X-1, satu sumber sinar-X yang kuat di buruj Cygnus menjadi titik perubahan penemuan baru. Pemerhatian menunjukkan bahawa sinar-X tersebut dipancarkan oleh bahan yang jatuh ke dalam objek padat yang mempunyai jisim jauh lebih besar daripada Matahari kemungkinan besar adalah lubang hitam.
- Kemajuan dalam astronomi dan astrofizik, terutamanya melalui pembangunan Event Horizon Telescope (EHT), membolehkan saintis memetakan persekitaran sekitar lubang hitam.
- Para saintis menggunakan Teleskop Angkasa James Webb (JWST) dan Teleskop Sinar-X Chandra untuk mengesan sinaran sinar-X dan cahaya inframerah yang dipancarkan dari lubang hitam. Data yang dikumpulkan dianalisis menggunakan teknik spektroskopi, yang membolehkan para saintis menentukan komposisi dan umur objek di angkasa.
Penemuan Lubang Hitam 'Black Hole' Sejak Tahun 2019
- Penemuan terbesar berlaku pada April 2019, apabila Event Horizon Telescope (EHT) berjaya menangkap imej pertama lubang hitam. Lubang hitam itu, terletak di pusat galaksi M87, kira-kira 55 juta tahun cahaya dari Bumi. Imej ikonik ini, yang menunjukkan bayangan gelap di tengah dikelilingi oleh cincin gas yang bercahaya. Lubang hitam ini adalah supermasif yang dikenali sebagai M87 terletak kira-kira 55 juta tahun cahaya dari Bumi. Lubang hitam ini dianggarkan mempunyai jisim antara 6.5 bilion hingga 7 bilion jisim matahari dan dikelilingi oleh cakera akresi gas panas yang memancarkan radiasi. Imej tersebut menunjukkan struktur seperti cincin yang terang mengelilingi kawasan gelap di tengah, yang mewakili bayang lubang hitam itu sendiri.
- Untuk menangkap imej ini, EHT telah berjaya menangkap imej sejaki M87 selama beberapa hari pada April 2017 yang menggunakan lapan teleskop radio yang terletak di seluruh dunia. Namun, data yang dikumpulkan kemudian diproses dan dianalisis oleh pasukan yang terdiri daripada lebih 200 penyelidik selama hampir dua tahun sebelum ia dikeluarkan. Pada tahun 2019, imej berjaya diterbitkan berkenaan imej gas yang bercahaya di sekelilingnya yang dipengaruhi oleh medan graviti lubang hitam yang sangat besar itu.
Kredit: NASA
Lubang Hitam Sgr A di Galaksi Bima Sakti 'Milky Way'
- Lubang hitam yang ada di galaksi Bima sakti adalah dikenali Sag A. Galaksi Bima Sakti adalah rumah kepada lubang hitam supermasif yang dikenali sebagai Sagittarius A atau Sgr A. Ini merupakan lubang hitam yang terhampir dengan kita berbanding lubang hitam lain, namun berkejauhan 26,000 tahun dari Bumi. Lubang hitam ini dikenalpasti pada tahun 2022. Jisim Sgr A dianggarkan mempunyai jisim sekitar 4.3 juta kali ganda daripada jisim Matahari. Lokasinya terletak di pusat Bima Sakti, berhampiran sempadan buruj Sagittarius dan Scorpius. Saiznya adalah mempunyai diameter sekitar 15 juta kilometer (sekitar 9.3 juta batu), yang jauh lebih kecil daripada lubang hitam supermasif lain seperti M87.
Secara keseluruhannya, penemuan lubang hitam adalah salah satu perkembangan paling menarik dalam bidang astronomi dan astrofizik moden. Penemuan lubang hitam ini, menunjukkan teori Albert Einstein adalah benar. Kajian ini merupakan pencapaian usaha kolaborasi saintis di seluruh dunia yang menandakan era baru dalam penerokaan objek misteri ini. Namun, sebagai muslim, kita perlu melihat dari sudut kerohanian di mana tanda-tanda kebesaran Allah swt adalah tidak terbatas sedikit pun. Semoga perkongsian ini membuka hati dan minda para pembaca sekali untuk tidak lupa bersyukur kepada Maha Pencipta. Semoga perkongsian ini bermanfaat.