Mengungkap Sisi Lain Lubang Hitam

Lubang hitam atau black hole.
Lubang hitam atau black hole.
Sumber :
  • Russia Today

VIVA Tekno – Lubang hitam biasa dianggap sebagai penyedot raksasa yang mampu menyedot segala sesuatu di sekitarnya dan menolak untuk mengeluarkan apapun lagi, termasuk cahaya.

Tetapi, selama 50 tahun terakhir, fisikawan telah menyadari bahwa lubang hitam mempengaruhi lingkungan mereka dengan cara yang menarik dan rumit.

Salah satu cara itu mengarah ke proses yang disebut superradiance, di mana lubang hitam meningkatkan cahaya di dekatnya ke tingkat energi yang intens.

Agar superradiance bekerja, lubang hitam harus berputar dan itu bukanlah masalah, mengingat lubang hitam lahir dari kematian bintang masif, dan bintang-bintang itu sudah berputar.

Saat lubang hitam berputar, mereka benar-benar menyeret ruang-waktu di sekitar mereka, menciptakan wilayah di sekitar cakrawala peristiwa yang membuat titik di mana tidak ada yang bisa melarikan diri yang dikenal sebagai ergosphere.

Di dalam ergosphere, tidak mungkin untuk tetap diam, mengutip dari situs Space, Rabu, 17 Agustus 2022.

Efek berputar dari ergosphere semakin kuat semakin dekat dengan lubang hitam, dan inilah yang menciptakan efek superradiance.

Beberapa foton yang terdiri dari unit dasar cahaya yang melintas di dekat lubang hitam terperangkap di ergosfer, dan saat mereka semakin dekat ke cakrawala peristiwa, mereka melesat di sekitar lubang hitam lebih cepat dan lebih cepat.

Proses superradiance ini memanglah tidak stabil dan terjadi dalam rentang waktu yang sangat lama, cukup banyak foton yang dapat ditingkatkan ke energi yang cukup tinggi sehingga seluruh lingkungan lubang hitam berubah menjadi "bom" raksasa, dengan foton yang terperangkap meledak dalam satu ledakan raksasa.

Tetapi proses ini terjadi cukup lambat sehingga kita belum melihatnya bermain di alam semesta. Adapun, materi gelap adalah bentuk materi yang dominan di alam semesta, membentuk lebih  dari 80 persen dari semua massa setiap galaksi dan gugus.

Para astronom memiliki banyak bukti tidak langsung tentang keberadaan materi gelap tetapi belum menemukan identitasnya.

Satu kemungkinan adalah bahwa materi gelap adalah jenis partikel ultralight baru yang memiliki banyak karakteristik dengan boson tetapi tidak berinteraksi dengan semua partikel normal di alam semesta.

"Foton gelap" ini akan sangat terang namun benar-benar membanjiri kosmos. Tetapi karena mereka tidak akan berinteraksi dengan materi normal, mereka akan sangat sulit untuk diamati secara langsung kecuali mereka berkumpul di sekitar lubang hitam.

Memang, para astronom telah menggunakan pengamatan lubang hitam yang sebenarnya untuk membatasi jumlah foton gelap di alam semesta dan belum mengamati superradiance di sekitar lubang hitam, yang berarti bahwa foton gelap mungkin tidak ada.

Tetapi sebuah makalah penelitian baru yang diterbitkan ke database pracetak arXiv menantang hasil tersebut, dengan mengatakan situasinya bisa jauh lebih kompleks.

Sebagian besar penelitian tentang materi gelap mengasumsikan bahwa materi itu terbuat dari satu jenis partikel baru. Tapi tidak ada alasan dunia materi gelap tidak bisa serumit dan sekaya dunia materi normal.

Berbeda dengan penelitian sebelumnya, penelitian baru mengasumsikan keberadaan dua "spesies" materi gelap yang berbeda: satu yang mirip dengan foton gelap atau boson dan yang lain mirip dengan partikel baru yang menyerupai versi materi gelap dari sebuah elektron.

Selain itu, para peneliti juga menemukan bahwa interaksi antara berbagai jenis materi gelap dapat mengacaukan proses superradiance, sehingga mencegah foton gelap mendapatkan dorongan dan meledak.

Sebaliknya, saat mereka berputar di sekitar lubang hitam, mereka mungkin terus menabrak spesies partikel materi gelap lainnya, menguras energi mereka dalam prosesnya.

Ini berarti kita tidak dapat mengambil batas yang diamati pada nilai nominal. Hanya karena para astronom belum melihat superradiance tidak selalu menunjukkan bahwa foton gelap tidak ada. Sebaliknya, itu mungkin berarti fisika materi gelap jauh lebih rumit dari yang kita duga.