Gema Kosmik dari Tabrakan Lubang Hitam: Teori Einstein & Hawking Terbukti Benar
UPBERITA.COM - Para astronom berhasil menangkap sinyal gelombang gravitasi dari tabrakan dua lubang hitam masif yang diberi nama GW250114, sebuah peristiwa kosmik yang terjadi sekitar satu miliar tahun cahaya dari Bumi. Deteksi yang terekam dengan sangat jelas ini secara meyakinkan membuktikan kebenaran teori relativitas umum Albert Einstein sekaligus teorema fundamental dari Stephen Hawking.
Peristiwa dahsyat ini terdeteksi pada Januari lalu melalui instrumen super-sensitif Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). LIGO bekerja dengan cara mendeteksi gelombang gravitasi, yaitu riak-riak halus pada jalinan ruang dan waktu yang tercipta akibat peristiwa kosmik ekstrem, seperti penyatuan dua lubang hitam. Konsep gelombang gravitasi ini pertama kali dicetuskan oleh Einstein pada tahun 1915, meskipun ia sendiri pesimis manusia bisa menciptakаn teknologi untuk mendeteksinya.
Tabrakan GW250114 melibatkan dua lubang hitam dengan massa masing-masing sekitar 30 hingga 35 kali massa Matahari. Setelah keduanya menyatu, terbentuklah sebuah lubang hitam baru yang jauh lebih besar dengan massa 63 kali Matahari dan berputar dengan kecepatan impresif, yakni 100 putaran per detik.
Menguji Sifat Lubang Hitam dan Relativitas Umum
Berkat peningkatan teknologi pada instrumen LIGO, sinyal yang diterima dari GW250114 jauh lebih jernih dibandingkan deteksi-deteksi sebelumnya. Kejelasan ini memungkinkan para ilmuwan untuk menguji dua prediksi penting dalam fisika modern. Prediksi pertama adalah gagasan dari Roy Kerr pada tahun 1963 yang menyatakan bahwa sifat lubang hitam dapat dijelaskan hanya dengan dua parameter: massa dan kecepatan rotasinya.
Untuk mengujinya, para peneliti menganalisis gelombang yang dipancarkan oleh lubang hitam yang baru terbentuk. Gelombang ini menghasilkan dengungan atau ‘dering’ unik, layaknya lonceng yang baru saja dipukul, yang menyimpan informasi detail mengenai massa dan rotasinya.
"Gelombang ini memberi kita informasi tentang struktur lubang hitam dan ruang sekitarnya," kata Maximiliano Isi, astrofisikawan di Flatiron Institute. "Dan untuk pertama kalinya, kita dapat melihat dengan sangat jelas bahwa lubang hitam ini bisa dijelaskan dengan dua angka saja, massanya dan rotasinya," tambahnya.
Teorema Luas Hawking Akhirnya Terkonfirmasi
Konfirmasi besar kedua datang dari teorema yang diajukan oleh mendiang Stephen Hawking pada tahun 1971. Dikenal sebagai teorema luas Hawking, teori ini menyatakan bahwa luas permukaan total dari lubang hitam hasil penggabungan tidak akan pernah lebih kecil dari jumlah luas permukaan dua lubang hitam asalnya. Dengan kata lain, luas permukaannya hanya bisa bertambah atau tetap sama.
Teorema ini merupakan pilar dalam fisika lubang hitam karena menghubungkan fenomena kosmik ini dengan hukum termodinamika. Sinyal jernih dari GW250114 memungkinkan para ilmuwan untuk menghitung luas permukaan kedua lubang hitam sebelum bergabung, dan kemudian membandingkannya dengan luas permukaan lubang hitam akhir.
"Teorema ini menyatakan bahwa luas permukaan lubang hitam tidak bisa berkurang, hanya bisa bertambah atau tetap sama," jelas Isi. "Hasil ini memberikan keyakinan yang belum pernah ada sebelumnya bahwa teorema Hawking tentang luas permukaan lubang hitam itu benar."
Kip Thorne, salah satu peraih Nobel atas perannya dalam LIGO, meyakini bahwa Hawking akan sangat gembira dengan penemuan ini. "Hawking akan sangat menikmati melihat bahwa luas permukaan lubang hitam yang terbentuk setelah tabrakan ini semakin besar," ungkap Thorne.
Penemuan ini tidak hanya menjadi validasi atas teori-teori yang telah berusia puluhan tahun, tetapi juga membuka era baru dalam astronomi gelombang gravitasi. Seperti yang diungkapkan oleh Leor Barack, profesor fisika matematika di University of Southampton, "Penemuan ini akan membuka jalan untuk deteksi yang lebih presisi di masa depan dan memberikan pengujian lebih lanjut tentang fisika dasar yang belum pernah bisa diuji sebelumnya."
TAGS: Lubang Hitam, Gelombang Gravitasi, Albert Einstein, Stephen Hawking, LIGO, Astronomi, Relativitas Umum, Fisika
