Lubang hitam mungkin merupakan benda paling aneh dan paling misteri di alam semesta yang diketahui. Tidak ada yang melihat mereka, tetapi para saintis yakin bahawa mereka ada. Mereka tidak hanya diramalkan oleh Einstein, kehadiran mereka secara tidak langsung disahkan oleh pengaruh yang mereka miliki pada ruang-waktu sekitarnya. Kita memang tahu sesuatu tentang objek-objek ini, tetapi kita tidak tahu lebih banyak lagi. Menurut para saintis, memahami fenomena lubang hitam dan, khususnya, proses yang berlaku di pusatnya, akan memungkinkan kita bukan sahaja untuk memahami, tetapi juga memberi kita peluang untuk mengawal kekuatan alam yang sangat mendasar, misalnya, gravitasi yang sama.
Setiap tahun, saintis melaporkan penemuan yang berkaitan dengan lubang hitam, selangkah demi selangkah, yang mengarah ke pemahaman yang lebih dekat mengenai sifatnya. Hari ini kita akan bercakap mengenai sepuluh yang paling baru.
Banyak lubang hitam jisim pertengahan
Di antara keluarga lubang hitam, mungkin yang paling menonjol adalah apa yang disebut lubang hitam besar (atau menengah). Ini adalah lubang hitam, jisimnya jauh lebih besar daripada jisim lubang hitam berukuran bintang (dari 10 hingga beberapa puluhan jisim suria), tetapi jauh lebih kecil daripada lubang hitam supermasif (dari satu juta hingga ratusan juta massa solar). Sebelumnya, diasumsikan bahawa lubang hitam jenis ini lebih jarang berlaku daripada dua kelas lain yang ditunjukkan, tetapi penemuan baru-baru ini membantah pendapat ini.
Pada tahun 2018, saintis menemui tempat di mana objek seperti itu paling kerap dijumpai. Untuk alasan yang tidak dapat dijelaskan setakat ini, lubang hitam berjisim sederhana paling sering dijumpai di pusat galaksi kecil. Setelah para saintis mengetahuinya, lubang hitam yang jarang berlaku tidak lagi jarang berlaku. Lebih-lebih lagi, penemuan ini dapat membantu menyelesaikan misteri lain yang berkaitan dengan lubang hitam.
Salah satu persoalan astronomi moden yang paling mendesak adalah sifat lubang hitam supermasif. Para saintis tidak dapat memahami bagaimana beberapa lubang hitam supermasif yang ditemui di galaksi yang agak padat telah tumbuh dengan cepat sejak Big Bang. Lubang hitam jisim sederhana yang sama dapat menunjukkan jawapan yang betul. Menurut salah satu anggapan, lubang hitam supermasif mungkin tumbuh dari lubang hitam dengan jisim rata-rata, menurut yang lain - mereka dilahirkan sejak awal. Tetapi bagaimana? Saintis belum dapat memberikan jawapan yang tepat, tetapi nampaknya mereka mula bergerak ke arah yang benar.
Video promosi:
Objek misteri berhampiran Sagittarius A *
Sagittarius A * adalah lubang hitam supermasif yang terletak di tengah galaksi kita. Pada awal tahun 2000-an, saintis menemui dua objek misteri di sebelahnya. Mereka dijuluki objek kelas G dan pada asalnya disalah anggap sebagai gas dan awan debu. Misteri itu bermula setelah benda-benda ini menghampiri lubang hitam. Daripada terkoyak oleh graviti yang kuat dari lubang hitam supermasif, objek G1 dan G2 entah bagaimana dapat bertahan.
Pada tahun 2018, saintis menemui tiga lagi objek kelas G (G3, G4, G5) berhampiran Sagittarius A *. Analisis data yang dikumpulkan selama 12 tahun akhirnya tidak menjelaskan gambaran bagi ahli astronomi. Objek menarik perhatian kerana sifatnya yang tidak biasa. Semua lima objek G mempunyai ciri khas awan gas, tetapi berkelakuan seperti bintang berjisim yang sangat besar.
Berdasarkan ini, saintis membuat anggapan bahawa mereka menemui jenis bintang yang sangat jarang berlaku, tidak khas untuk galaksi kita. Para saintis menjelaskan kemunculan objek-objek ini dengan keadaan unik di sekitar lubang hitam supermasif: di sini, di bawah pengaruh graviti yang kuat, bintang binari boleh runtuh untuk membentuk satu, objek besar yang diselimuti oleh sampul gas tebal dan debu. Walaupun begitu, para saintis menyatakan bahawa tidak semua objek mempunyai orbit yang serupa di sekitar lubang hitam, sehingga mereka belum dapat menjelaskan secara tepat sifat fenomena yang mereka lihat.
Lubang hitam tertua
Penemuan lubang hitam tertua bukan hanya masalah usia. Penemuan orang tua ini dapat membantu kita menyelesaikan banyak misteri menarik yang berkaitan dengan era ketika bintang-bintang pertama di alam semesta baru mulai menyala.
Menurut saintis, lubang hitam ULAS J1342 + 0928 yang ditemui pada tahun 2017 dilahirkan hanya sekitar 690 juta tahun selepas Big Bang. Ketika kosmos hanya 5 peratus dari zaman sekarang, lubang hitam ini sudah 800 juta kali jisim Matahari kita hari ini.
Objek itu terletak kira-kira 13.1 bilion tahun cahaya dari Bumi dan terbentuk pada masa awal alam semesta. Tempoh ini sering disebut era reionisasi, ketika bintang-bintang pertama, galaksi, kelompok dan superclusters galaksi mulai muncul kerana tarikan graviti. Gambaran lengkap mengenai reionisasi masih belum jelas bagi para saintis, jadi lubang hitam yang muncul dalam tempoh ini pastinya menjadi salah satu sumber maklumat baru yang paling menarik.
Seperti yang dinyatakan di atas, para saintis juga tidak dapat memahami bagaimana dalam waktu singkat setelah Big Bang, lubang hitam dapat mengumpulkan sejumlah besar jisim. Objek seperti ULAS J1342 + 0928 dapat menjelaskan persoalan ini, tetapi untuk membuat kesimpulan, ada baiknya kita mencari sekurang-kurangnya beberapa dinosaur ruang yang serupa. Malangnya, lubang hitam era reionisasi sangat jarang berlaku.
Lubang hitam yang paling cepat berkembang
Pada tahun 2018, saintis menemui lubang hitam "lapar" di alam semesta yang diketahui. Setiap hari, setiap saat, ia memakan jisim yang setara dengan jisim Matahari kita, kerana ia juga tumbuh dengan cepat. Nasib baik bagi kami, dia sangat jauh. Sekiranya raksasa ini berada di pusat Bima Sakti, maka sinar-X yang dihasilkannya akan mensterilkan Bumi dari sebarang kehidupan.
Ketika para saintis menemui cahaya pertama dari quasar J2157-3602 yang berkaitan dengan lubang hitam ini, umurnya diperkirakan 12 bilion tahun. Sebaik sahaja para saintis mengesahkan bahawa sebenarnya terdapat lubang hitam di sebelah quasar, jisimnya sudah kira-kira 20 bilion jisim suria. Pada masa ini, ahli astronomi tidak dapat menjelaskan sebab pertumbuhan lubang hitam yang pesat.
Satu-satunya perkara yang diketahui mengenai objek ini ialah selera makannya memanaskan gas dan habuk di sekitarnya sehingga keadaannya yang terang akan mudah menaungi cahaya hampir semua bintang di langit.
Gugusan tersembunyi
Satu gugus galaksi boleh mengandungi beratus-ratus bahkan ribuan galaksi. Kluster ini dianggap oleh saintis sebagai beberapa objek terbesar di alam semesta. Adakah anda fikir seperti itu mustahil untuk disembunyikan dengan satu objek ruang? Awak salah. Satu quasar terbukti sebaliknya.
Objek yang ditemui bernama PKS1353-341 dan awalnya dimaksudkan untuk menjadi galaksi yang terpisah, dengan wilayah tengah yang sangat terang. Walau bagaimanapun, ahli astronomi di Massachusetts Institute of Technology pada tahun 2018 mengungkap kebenaran yang telah disembunyikan selama beberapa dekad sejak objek itu ditemui. Ternyata objek itu bukan galaksi, tetapi satu kuasar tunggal (wilayah gas panas yang mengelilingi lubang hitam supermasif), yang terletak di tengah-tengah keseluruhan gugus galaksi yang terletak 2,4 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Quasar begitu terang sehingga secara harfiah menutup seluruh ruang sekitarnya yang mengandungi ratusan galaksi. Para saintis dari MIT menghitung kecerahannya dan ternyata 46 bilion kali lebih terang daripada Matahari. Menurut para penyelidik, kecerahan yang melampau itu dikaitkan dengan penyerapan sejumlah besar bahan di sekitarnya oleh lubang hitam supermasif pusat.
Sistem dwi
Misteri lain bagi para saintis adalah apa yang disebut double, iaitu lubang hitam berpasangan yang saling melilit. Kes-kes perlanggaran lubang hitam telah diperhatikan oleh para saintis pada masa lalu. Dua dikenal pasti pada tahun 2015, dan satu lagi pada tahun 2017. Anehnya, terima kasih kepada yang terakhir, para saintis untuk pertama kalinya menjadi saksi langsung mengenai fenomena yang sama jarang berlaku.
Dalam isyarat pelanggaran dua lubang hitam yang diterima, tanda-tanda riak graviti ruang-waktu diperhatikan - perubahan dalam medan graviti, menyebar seperti gelombang. Dalam kes ini, kedua-dua lubang hitam tidak dimusnahkan, tetapi digabungkan menjadi satu keseluruhan - lubang hitam supermasif, bahkan lebih besar saiznya daripada keturunannya.
Para saintis mempunyai dua andaian mengenai sifat penampilan sistem dari lubang hitam binari. Menurut satu, lubang hitam binari muncul apabila sistem bintang binari mati. Menurut yang kedua, lubang hitam terbentuk secara bebas antara satu sama lain dan setelah itu, melayang di angkasa, mereka saling menarik di bawah pengaruh daya graviti.
Gelembung maut
Pada tahun 2018, ahli fizik mencadangkan senario kiamat yang lain: Bumi boleh dihancurkan oleh lubang hitam. Setahun sebelumnya, dunia saintifik meraikan pengesahan penemuan gelombang graviti, fenomena yang meregangkan dan mengikat struktur kenyataan. Kekuatan ini mematikan.
Dalam teori baru, saintis dari Princeton University meramalkan salah satu senario apa yang boleh berlaku jika, sebagai akibat dari bencana kosmik tenaga tinggi (contohnya, apabila dua lubang hitam atau dua bintang neutron bergabung), gelombang graviti yang dihasilkan saling bertembung satu sama lain.
Untuk tujuan ilustrasi, gelombang graviti sering dibandingkan dengan lingkaran di dalam air yang berlaku ketika batu dilemparkan. Walau bagaimanapun, jika zarah atau objek bergerak pada kelajuan cahaya, gelombang graviti satah dapat muncul. Menurut saintis, jika ombak cukup besar, maka tumbukan mereka dapat membuat lubang hitam raksasa yang akan mengubah ruang dan waktu di atas kawasan luar angkasa yang besar.
Sekiranya ini berlaku di sebelah Bumi, maka bukan hanya semua makhluk hidup, tetapi juga planet itu sendiri dan seluruh sistem suria akan berakhir.
Lubang Hitam Rogue
Para saintis berulang kali bertanya-tanya mengenai kemungkinan galaksi "pelepasan" lubang hitam pusat mereka. Walau bagaimanapun, untuk masa yang lama, para astronom tidak dapat menemui bukti fenomena ini. Tetapi pada tahun 2017, galaksi 3C186 memperlihatkan penjelajah angkasa dengan kejutan yang nyata.
Menurut saintis, sebelumnya galaksi 3C186 adalah dua galaksi yang terpisah, yang pada suatu ketika dalam sejarah mereka bergabung menjadi satu. Galaksi baru mengambil garis besar dan bentuk yang cukup jelas, bukannya struktur yang dikatakan tidak teratur, tetapi kejutan utama datang dari pusatnya: para saintis, yang penuh dengan harapan untuk menemukan lubang hitam supermasif di dalamnya, sama sekali tidak menemui apa-apa.
Kemudian, lubang hitam masih ditemui, hanya 35,000 tahun cahaya dari pusat galaksi 3C186. Apabila kelompok dua bintang bertabrakan, lubang hitam galaksi pusatnya bertembung, akhirnya mewujudkan lubang hitam supermasif. Kejadian ini kemungkinan besar menghasilkan gelombang graviti yang sangat kuat yang mendorong lubang hitam yang baru terbentuk ini keluar dari galaksi, jelas para saintis.
Bagaimanapun, ini tidak begitu mudah, para penyelidik meneruskan. Pelepasan lubang hitam dari pusat galaksi memerlukan tenaga yang setara dengan letupan 100 juta supernova. Para saintis masih belum mengetahui apa yang sebenarnya berlaku di sana, tetapi sudah menjadi jelas bahawa ada kekuatan yang dapat menahan kekuatan lubang hitam itu sendiri.
Menariknya, lubang hitam penyangak terus bergerak menuju ke tepi galaksi. Pada kadar semasa, ia akan dikeluarkan sepenuhnya di luarnya sekitar 20 juta tahun.
Masa terbalik
Lubang hitam terbentuk apabila berlaku keruntuhan graviti (pemampatan) bintang yang cukup besar, atau keruntuhan bahagian tengah galaksi atau gas protogalaksis. Pada masa ini, sejumlah besar radiasi gamma dilemparkan ke angkasa. Yang terakhir, pada gilirannya, adalah peristiwa elektromagnetik paling terang yang berlaku di Alam Semesta dan masih belum difahami sepenuhnya oleh para saintis.
Pada tahun 2018, tanda-tanda yang sangat pelik dijumpai pada isyarat sinar gamma yang ditangkap, yang, menurut para penyelidik dari NASA, dapat ditafsirkan sebagai "pembalikan masa." Biasanya, setiap acara sinar gamma memancarkan bentuk gelombang khas yang tidak pernah berulang. Isyarat yang dikesan mengandungi anomali yang ternyata tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang model teori apa pun. Isyarat ini adalah struktur khas seperti gelombang yang diputar pada waktunya seolah-olah permulaannya adalah pada akhir pecah, dan akhir - pada saat-saat pertama pecah.
Bagi beberapa ahli fizik, pemerhatian seperti itu cukup untuk menuntut bukti pembalikan masa. Menurut penjelasan lain dan, kemungkinan besar, lebih realistik, sinar pancaran sinar gamma dalam perjalanan mereka dapat bertembung dengan beberapa perkara, yang memberikan gelombang dengan tanda tangan yang diterima oleh para saintis untuk jangka masa yang berlawanan. Sangat mungkin bahawa sinar memukul pengumpulan bahan tertentu, yang bertindak pada mereka seperti permukaan yang memantulkan. Walaupun begitu, kemungkinan tidak dikecualikan bahawa kita membicarakan undang-undang fizik yang sama sekali baru, contoh pertama adalah saintis pada tahun 2018.
Hantu alam semesta yang hilang
Pada bulan Ogos tahun ini, ahli fizik Britain di Universiti Oxford Roger Penrose membuat kenyataan yang sangat keras. Dia dan pasukannya berpendapat bahawa sebelum munculnya alam semesta kita, iaitu sebelum Big Bang, ada alam semesta yang lain. Kesimpulan ini didorong oleh serangkaian anomali cahaya yang diamati dalam radiasi latar gelombang mikro, yang menurut Penrose, adalah lingkaran cahaya yang tersisa dari lubang hitam milik alam semesta sebelumnya, yang ada sebelum Big Bang.
Dalam salah satu teorinya, ahli fizik Britain yang lebih terkenal, Stephen Hawking menyarankan agar lubang hitam, setelah kehilangan sebahagian besar zarahnya, hilang. Zarah-zarah hipotetis ini dipanggil graviton. Mereka tidak mempunyai jisim, tidak ada cas elektrik atau lain-lain, tetapi mereka mempunyai tenaga dan oleh itu mengambil bahagian dalam interaksi graviti.
Apabila satu alam semesta mati dan yang baru muncul, graviton ini, menurut Penrose, menjadi sebahagian dari alam semesta baru. Saintis dan rakan-rakannya yakin bahawa mereka menemui "sisa-sisa" yang masih hidup di sinaran latar gelombang mikro. Mereka menyebut anomali cahaya yang dikesan "titik Stephen Hawking." Sekiranya pemerhatian saintis disahkan, kita akan menghadapi penyemakan serius teori Big Bang.
Nikolay Khizhnyak
