Pakar Ungkap Bagaimana Jika Dua lubang Hitam Bertabrakan

Foto lubang hitam supermasif dinobatkan sebagai Breakthrough of the Year 2019 oleh Science, jurnal terkemuka Amerika Serikat. (Xinhua/EHT)

Liputan6.com, Jakarta - Lubang hitam atau black hole merupakan objek luar angkasa yang mampu menarik cahaya dengan gaya gravitasi yang sangat kuat. Lubang hitam yang paling besar di alam semesta dikenal sebagai lubang hitam supermasif dan memiliki bobot jutaan hingga miliaran kali massa matahari.

Meski telah menjadi objek penelitian selama puluhan tahun, lubang hitam masih menjadi misteri dalam dunia astronomi. Baru-baru ini, para ilmuwan mengungkap teori apa yang bakal terjadi jika dua lubang hitam di alam semesta saling bertabrakan satu sama lain.

Melansir laman Space pada Senin (28/10/2024), teori ini kemukakan oleh astrofisikawan SUNY Stony Brook dan Flatiron Institute di New York, Paul Sutter. Dalam jurnal yang ia tulis, ia mengungkap tabrakan lubang hitam bakal menghasilkan energi dahsyat.

Tabrakan dua ubang hitam akan melepaskan lebih banyak energi daripada semua bintang di alam semesta. Proses ini menciptakan gelombang gravitasi, menggabungkan dua lubang hitam menjadi satu.

Tabrakan lubang hitam merupakan peristiwa yang bisa dibilang spektakuler dan merupakan salah satu kejadian paling dahsyat di alam semesta. Dua lubang hitam bisa saja terbentuk dari pasangan bintang biner atau bisa jadi bertemu secara acak di ruang angkasa.

Meskipun demikian, untuk bertabrakan mereka harus mendekat satu sama lain. Hal ini berarti mereka perlu kehilangan banyak energi orbital terlebih dahulu.

Menurut Sutter interaksi dengan lingkungan sekitar menjadi langkah pertama dalam pengurangan energi orbital. Gas dan debu yang tipis selalu mengambang di sekitar mereka dan bahkan kadang-kadang planet atau bintang ikut terlibat.

Objek-objek ini dapat mempercepat lubang hitam atau malah jatuh ke dalamnya. Namun demikian, keduanya tetap berdampak pada pengurangan energi sistem tersebut.

Ketika dua lubang hitam cukup dekat, gravitas mulai memainkan peran yang lebih besar. Saat mereka mengorbit satu sama lain, mereka mengaduk-aduk ruang dan waktu di sekitarnya.

2 dari 3 halaman

Masalah Parsec Terakhir

Tabrakan dua lubang hitam menciptakan gelombang gravitasi bak riak di kolam air. Namun, gelombang gravitasi ini sangat lemah dan hanya mulai signifikan ketika kedua lubang hitam sudah sangat berdekatan.

Kemudian muncul fenomena yang disebut sebagai "masalah parsec terakhir" dalam astrofisika. Simulasi menunjukkan bahwa interaksi gravitasi dengan lingkungan sekitar dapat membawa dua lubang hitam hingga jarak sekitar satu parsec (sekitar 3,26 tahun cahaya) dari satu sama lain.

Namun, setelah jarak ini, tidak ada lagi benda yang cukup kuat untuk terus mengurangi energi mereka. Di sisi lain, pada jarak tersebut, gelombang gravitasi juga masih terlalu lemah untuk menyatukan keduanya dalam waktu cepat.

Meski fenomena "masalah parsec terakhir" ini belum terpecahkan, kita tahu bahwa suatu mekanisme akhirnya memungkinkan lubang hitam untuk mendekat. Ketika jarak mereka semakin dekat, gelombang gravitasi mulai menguras energi lebih efektif dan dalam hitungan detik dua lubang hitam ini akan bertabrakan.

Pada milidetik terakhir sebelum tabrakan, masing-masing lubang hitam mengeluarkan "tentakel" dari event horizon mereka menuju satu sama lain. Kedua tentakel ini bertemu dan membentuk jembatan kecil yang akhirnya menyatukan dua event horizon, seperti dua gelembung sabun yang bertabrakan.

Ketika kedua lubang hitam akhirnya menyatu, terbentuklah satu lubang hitam besar. Ajaibnya, lubang hitam yang baru terbentuk ini memiliki massa yang lebih kecil daripada jumlah massa kedua lubang hitam sebelumnya.

3 dari 3 halaman

Lubang Hitam Lebih Kecil

Tabrakan dua lubang hitam pernah berhasil diamati, yakni peristiwa penggabungan yang terdeteksi oleh LIGO pada 2016. Sebuah lubang hitam bermassa 36 kali massa matahari bertabrakan dengan lubang hitam lain bermassa 30 kali massa matahari.

Namun, hasil akhir adalah lubang hitam baru yang hanya memiliki massa 63 kali massa matahari, kehilangan tiga kali massa matahari. Massa yang hilang ini diubah menjadi energi dalam bentuk gelombang gravitasi.

Proses ini adalah alasan mengapa setiap tabrakan lubang hitam menghasilkan pelepasan energi dalam jumlah besar yaitu sekitar 5 persen dari total massa mereka. Dalam skala kosmik, ini setara dengan mengubah tiga matahari menjadi energi murni.

Bagian yang paling misterius dari proses ini adalah apa yang terjadi di dalam lubang hitam yang baru terbentuk. Pusat dari lubang hitam, yang disebut singularitas, adalah titik dengan densitas tak terbatas.

Tempat hukum fisika saat ini gagal memahami apa yang sebenarnya terjadi. Simulasi menunjukkan bahwa singularitas dari kedua lubang hitam akan saling mendekat, berputar sebentar, kemudian menyatu.

(Tifani)