Teori Einstein Lolos Ujian Lubang Hitam

Ilustrasi pergerakan sebuah bintang saat melewati medan gravitasi lubang hitam.
ESO/M. KORNMESSER

Lubang hitam di pusat galaksi Bima Sakti kita telah membantu para astronom untuk mengkonfirmasi prediksi kunci dari gagasan-gagasan yang dicetuskan Albert Einstein. Dengan mengamati gugus bintang yang berada di dekat lubang hitam, mereka mampu mengkonfirmasi fenomena yang disebut “pergeseran merah gravitasi” atau panjang gelombang cahaya yang merentang sebagai respons terhadap medan gravitasi. Hasil studi diharapkan membantu para ilmuwan untuk lebih memahami fisika lubang hitam.

Very Large Telescope (VLT) ESO yang ditempatkan di Chili, menemukan bukti prediksi Einstein melalui observasi sebuah bintang yang diberi kode S2, saat melewati medan gravitasi kuat Sagitarius A*, lubang hitam supermasif di jantung galaksi Bima Sakti. Efek pergeseran merah gravitasi yang mereka amati terjadi saat partikel cahaya (foton) berusaha memanjat keluar dari "sumur" gravitasi lubang hitam yang merentangkan panjang gelombang cahaya.

Albert Einstein tentunya merasa senang.
Getty Images

Pergeseran panjang gelombang mengarah ke wilayah merah spektrum cahaya, oleh karena itu disebut “pergeseran merah”. Fenomena ini telah diprediksi oleh teori relativitas umum Einstein, tetapi tidak pernah diamati di medan gravitasi yang kuat seperti lubang hitam.

Frank Eisenhauer dari Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) di Jerman mengatakan, pengukuran membuka pintu untuk studi lebih lanjut terkait fisika lubang hitam. Di masa yang akan datang, katanya, “Kita akan menemukan lebih banyak efek relativitas umum di lubang hitam supermasif pusat galaksi. Kita akan melihat perubahan orbit bintang, kita akan melihat cahaya berputar, kita bahkan akan melihat jalinan ruang dan waktu berotasi bersama lubang hitam.”

Sesama ilmuwan MPE Reinhard Genzel mengatakan: “Masih banyak pekerjaan yang harus diselesaikan untuk mendekati horizon peristiwa (batas tidak bisa kembali) lubang hitam, yang mungkin menghasilkan fenomena penyimpangan sesuai teori Einstein.”

Sementara Françoise Delplancke dari Observatorium Eropa Selatan (ESO) yang mengoperasikan VLT mengatakan, hukum fisika hanya bisa diuji di tata surya di bawah kondisi tertentu. “Jadi sangat penting bagi astronomi, untuk mempelajari bagaimana hukum fisika berlaku di wilayah yang medan gravitasinya sangat kuat,” jelasnya.

Very Large Telescope di Chile.
ESO/A. GHIZZI PANIZZA

S2 adalah salah satu anggota gugus bintang yang mengelilingi Sagitarius A*. Gugus bintang melaju lebih cepat saat mendekati lubang hitam, demikian pula S2 yang mengorbit Sagitarius A* setiap 16 tahun sekali dari jarak sangat dekat. Para astronom mengikuti orbit S2 sebelum dan sesudah melewati lubang hitam pada tanggal 19 Mei 2018 dan melacak perkembangannya setiap jam. Saat melewati lubang hitam dari jarak 120 kali lipat jarak Bumi-Matahari, S2 mencapai kecepatan orbital yang menakjubkan, 8.000 km/detik atau setara dengan sekitar 2,7% kecepatan cahaya.

Para astronom menemukan cahaya S2 merentang ke panjang gelombang yang lebih panjang karena efek medan gravitasi Sagitarius A*. Penemuan yang sejalan dengan teori relativitas umum dan tidak dapat dijelaskan oleh konsep Sir Isaac Newton karena tidak memprediksi pergeseran semacam itu.

“Dalam sepakbola, kita akan mengatakan 1-0 untuk Einstein," tutur Frank Eisenhauer.

Ilustrasi lubang hitam. Para astronom juga ingin menguji aspek-aspek fisika lainnya di sekitar lubang hitam.
SPL

Odele Straub dari Observatorium Paris di Prancis, mengatakan: “Apa yang kami harapkan adalah fenomena di pusat galaksi yang tidak dapat dijelaskan dengan teori Einstein. Sangat menarik, karena kami bisa kembali ke papan tulis demi teori yang lebih baik.”

Para astronom terus melacak S2, observasi lintasan orbitnya harus menghasilkan penemuan baru terkait kondisi ekstrem di sekitar lubang hitam pusat galaksi Bima Sakti. Fenomenabpergeseran merah gravitasi berlangsung karena untuk meloloskan diri dari sumur gravitasi lubang hitam, partikel cahaya (foton) harus mengeluarkan energi. Namun pada saat yang sama, foton harus terus melaju dengan kecepatan konstan.

Foton tidak dapat mengeluarkan energi sembari memperlambat kecepatan, oleh karena itu energi harus dikeluarkan dengan cara lain. Energi yang terlepas memanifestasikan dirinya sebagai pergeseran menuju ujung merah spektrum cahaya.

Makalah studi yang melaporkan hasil penelitian telah dipublikasikan di jurnal Astronomy & Astrophysics.

Ditulis oleh: Paul Rincon, www.bbc.com

Sumber: Einstein theory passes black hole test

Artikel terkait: Menguji Teori Einstein dengan Sistem Bintang Triple

#terimakasihgoogle