Langsung ke konten utama

LUBANG HITAM

  


Bagaimana lubang hitam bisa menarik cahaya padahal cahaya bukanlah benda fisik? - Will, usia 8 tahun, Victoria

Pertanyaan yang sangat bagus, Will! Saya juga bertanya-tanya tentang hal ini ketika saya mulai mempelajari keajaiban fisika.

Untuk menjawabnya, pertama-tama kita harus menjelaskan tiga hal: 1) apa itu cahaya, 2) apa itu gravitasi, dan 3) apa itu lubang hitam?

1) Apa itu cahaya?

Cahaya hanyalah sebuah jenis energi yang merambat di ruang angkasa. Ada banyak jenis cahaya yang tidak bisa kita lihat secara fisik, tapi bisa kita deteksi dan bahkan kita gunakan. Sebagai contoh, sinar ultraviolet yang berasal dari Matahari adalah alasan mengapa kita harus memakai tabir surya–agar cahayanya tidak melukai kulit kita.



Spektrum elektromagnetik mencakup semua jenis radiasi elektromagnetik - yaitu energi. Bagian di tengah dengan pelangi dan simbol matahari di atasnya menandakan cahaya tampak. Shutterstock

Penting bagi kita untuk mengingat bahwa meskipun cahaya tidak memiliki massa, cahaya tetaplah benda fisik di alam semesta kita, mengikuti hukum-hukum fisika.

Yang menarik adalah, apa pun jenis cahayanya, semuanya mengikuti hukum fisika yang sama di alam semesta. Salah satu aturannya adalah cahaya selalu bergerak dalam garis lurus melalui ruang angkasa.

Di sinilah kita perlu menguraikan gravitasi, dan dari apa ruang angkasa terbuat.

2) Apa itu gravitasi?

Gravitasi adalah gaya yang membuat kita tetap aman di Bumi. Gravitasi juga membuat Bumi tetap berputar mengelilingi (mengorbit) Matahari. Lalu, apa yang menyebabkan gravitasi?

Banyak ilmuwan dalam sejarah merenungkan pertanyaan ini, dan menghasilkan berbagai macam teori. Namun, ketika Albert Einstein mempresentasikan teorinya tentang relativitas umum pada tahun 1915, kita mulai benar-benar memahami apa sebenarnya gravitasi itu, dan bagaimana gravitasi mempengaruhi alam semesta kita.

Einstein secara matematis telah membuktikan bahwa kita ada di dalam sesuatu yang disebut “ruang-waktu”. Kamu bisa membayangkannya sebagai kain yang membentuk alam semesta kita. Seperti kain, ia bisa melengkung dan meregang.

Saya suka membayangkan ruang angkasa seperti trampolin. Ketika kamu meletakkan sesuatu yang berat (seperti bola bowling) di tengah-tengah trampolin, kain di bawahnya akan melengkung dan tenggelam.

Gambar kartun trampolin ungu dengan bola bowling di tengahnya
Trampolin yang dibengkokkan oleh bola bowling tak ubahnya seperti ruang angkasa yang dibengkokkan oleh benda berat. Beginilah cara gravitasi bekerja. Sara WebbCC BY

Sekarang bayangkan sebuah trampolin seukuran alam semesta, dan kita letakkan Matahari di atasnya. Kemiringan pada trampolin tersebut mewakili gravitasi Matahari. Kita pun bisa melakukan hal ini pada semua objek yang bermassa.

Ketika ruang angkasa dibengkokkan oleh massa tersebut, garis-garis yang biasanya lurus menjadi sedikit melengkung. Kalian bisa melihatnya pada gambar di bawah ini. Hal ini paling ekstrem terjadi pada objek yang sangat masif yang kita sebut lubang hitam.

Grafik yang menunjukkan kisi-kisi yang direnggangkan oleh bola kuning, dan yang direnggangkan oleh bola hitam
Pelengkungan ruang angkasa di sekitar Matahari dibandingkan dengan lubang hitam. Perhatikan garis-garis yang tadinya lurus menjadi bengkok dan melengkung karena gravitasi. Sara Webb/Wikimedia CommonsCC BY

3) Apa itu lubang hitam?

Menurut saya, lubang hitam adalah salah satu hal terkeren yang pernah kita temukan di alam semesta. Lubang hitam adalah area di ruang angkasa yang begitu padat, tidak ada yang bisa lolos.

Lubang hitam biasanya terbentuk ketika bintang yang sangat besar menjadi terlalu berat dan runtuh (meledak). Para astronom menduga seluruh massa di dalam lubang hitam sebenarnya dipadatkan ke satu titik di tengah-tengahnya.

Lubang hitam memiliki reputasi buruk karena memakan “apa pun yang ada di dekatnya”, padahal itu tidak benar. Lubang hitam memang memiliki jarak dari pusatnya, yang kita tandai sebagai titik tak bisa kembali. Inilah yang disebut cakrawala peristiwa.

Namun, lebih jauh dari titik ini, cahaya dan materi bisa mengitari lubang hitam untuk waktu yang sangat lama.

Jadi, bagaimana lubang hitam bisa menarik cahaya?

Setelah kita menguraikan ketiga hal penting tersebut, kita bisa menjawab pertanyaan besar yang diajukan oleh Will: bagaimana lubang hitam bisa menarik cahaya?

Ketika cahaya bergerak mendekati lubang hitam, cahaya masih berusaha bergerak dalam garis lurus. Ketika ia semakin dekat dengan lubang hitam di mana ruang angkasa melengkung, cahaya akan mengikuti lengkungan tersebut.

Ketika berada sangat dekat dengan lubang hitam, cahaya akan terperangkap berputar-putar di sekelilingnya. Itu karena struktur ruang angkasa dibengkokkan secara ekstrem. Seperti yang Anda ingat, cahaya memang merupakan benda fisik dan dipengaruhi oleh ruang angkasa.

Mungkin bagian favorit saya adalah, fakta ini tidak hanya berlaku untuk lubang hitam.

Apa pun yang memiliki massa yang cukup bisa membuat cahaya membelok di sekelilingnya, bahkan Matahari. Ini adalah bagaimana para ilmuwan pertama kali mengonfirmasi teori gravitasi Einstein kemungkinan besar benar pada tahun 1919.

Sesuatu yang sangat berat, seperti sekumpulan galaksi yang berkumpul bersama, bisa membengkokkan ruang angkasa sehingga berfungsi seperti kaca pembesar dan (menunjukkan gambar yang diperbesar) bintang-bintang di belakangnya.


Rahma Sekar Andini dari Universitas Negeri Malang menerjemahkan artikel ini dari bahasa Inggris

Artikel ini pertama kali terbit dalam bahasa Inggris


Komentar

Postingan populer dari blog ini

Mengapa Orang Indonesia Mulai Ogah Beli Hape Samsung?

Samsung Galaxy M30s Segera Masuk Indonesia, Harganya? () Analis Pasar IDC Indonesia Risky Febrian mengungkap alasan merosotnya pamor Samsung di Indonesia pada kuartal 3 2019 (Q3 2019 antara Juli-September 2019). Menurut Risky, Oppo dan Vivo bisa menyalip pengapalan perusahaan asal Korea Selatan itu lantaran Samsung terlalu terburu-buru meluncurkan ponsel seri As. Seri As adalah versi perpanjangan dari Samsung Galaxy A yang sudah meluncur sejak awal tahun. Samsung Galaxy A10s dan A20s adalah contoh dari seri tersebut. "Seri As yang diluncurkan kuartal ketiga ini memang membawa fitur-fitur yang up-to-date, namun upgrade seri As dianggap terlalu cepat dan peningkatan spesifikasi yang dilakukan tidak terlalu jauh," ujarnya. Menurut data yang dikumpulkan IDC, Samsung melorot ke posisi 3 disalip oleh Oppo yang menempati posisi pertama dan Vivo di tempat kedua pada Q3 2019. Sementara Xiaomi menempati posisi empat dan Realme menguntit di posisi lima. Hal ini terun

PNS Jadi Incaran, Berapa Sih Gajinya?

Penerimaan calon pegawai negeri sipil (CPNS) 2019 telah dibuka sejak 11 November 2019 dan akan berlangsung hingga 24 November 2019. Tahun ini, berdasarkan data dari Badan Kepegawaian Nasional (BKN), formasi CPNS 2019 berjumlah 196.682 formasi. Rinciannya, 37.425 formasi di instansi pusat dan 159.257 di instansi daerah. Tiga formasi besar yang dibutuhkan pada penerimaan CPNS kali ini adalah guru dengan 63.324 formasi, tenaga kesehatan dengan 31.756 formasi, dan teknis fungsional sebanyak 23.660 formasi. Rekrutmen CPNS selalu jadi incaran karena berbagai alasan. Selalu jadi incaran, sebenarnya berapa sih gaji PNS? Rincian gaji pokok PNS Informasi seputar gaji pokok PNS tertuang dalam Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 15 Tahun 2019 tentang Perubahan Kedelapan Belas Atas Peraturan Pemerintah Nomor 7 Tahun 1007 tentang Peraturan Gaji Pegawai Negeri Sipil. Dalam peraturan itu disebutkan rincian gaji pokok PNS sebagai berikut: Golongan I Golongan I-A s