Kisah spektakuler di balik pemotretan lubang hitam Einstein

Akhirnya lubang hitam keluar dari persembunyian Event Horizon Telescope Collaboration /

Lubang hitam (black hole) telah lama menjadi bintang utama dalam karya fiksi ilmiah. Namun ketenaran mereka sebenarnya agak aneh sebab tidak ada yang pernah benar-benar melihatnya–setidaknya, sampai sekarang. Jika Anda merasa perlu untuk melihatnya, berterima kasihlah kepada Event Horizon Telescope (EHT), yang baru saja menghasilkan gambar langsung dari lubang hitam. Prestasi luar biasa ini membutuhkan kolaborasi global untuk mengubah Bumi menjadi satu teleskop raksasa dan mencitrakan sebuah objek ribuan triliun kilometer jauhnya.

Begitu menakjubkan dan memukau, proyek EHT ini bukan hanya sekadar menaklukkan sebuah tantangan. Proyek ini merupakan menguji ide Einstein tentang sifat ruang dan waktu, dan melihat lebih dekat peran Lubang Hitam dalam semesta ini.

Singkatnya: Einstein benar.

Menangkap yang tidak tertangkap

Lubang hitam adalah wilayah ruang yang massanya begitu besar dan padat sehingga bahkan cahaya pun tidak bisa lepas dari gaya tarik gravitasinya. Dengan latar belakang kegelapan semesta, menangkap gambar lubang hitan adalah pekerjaan yang hampir tidak mungkin dilakukan. Namun berkat karya inovatif Stephen Hawking, kita tahu bahwa massa yang begitu besar itu bukan hanya jurang hitam. Benda ini tidak hanya mampu memuntahkan semburan plasma yang besar, tapi gravitasi mereka yang sangat besar menarik aliran materi ke intinya.

Ketika materi mendekati cakrawala kejadian (event horizon) lubang hitam–yaitu, titik tempat bahkan cahaya pun tidak bisa kabur–ia membentuk cakram yang mengorbit. Materi dalam cakram ini akan mengubah sebagian energinya menjadi gesekan saat bergesekan dengan partikel materi lainnya. Ini menghangatkan cakram, seperti kita menghangatkan tangan kita dengan menggosoknya secara bersamaan pada hari yang dingin. Semakin dekat materi tersebut, semakin besar gesekannya. Materi yang lebih dekat ke cakrawala kejadian bersinar terang cemerlang dengan panasnya ratusan Matahari. Cahaya inilah yang dideteksi oleh EHT, bersama dengan “siluet” lubang hitam.

Memproduksi gambar dan menganalisis data semacam itu merupakan tugas yang sangat sulit. Sebagai seorang astronom yang mempelajari lubang hitam di galaksi yang jauh, biasanya saya tidak dapat membayangkan satu bintang pun di galaksi itu secara jelas, apalagi melihat lubang hitam di tenganya.

Tim EHT memutuskan untuk menargetkan dua lubang hitam supermasif terdekat dengan kita–keduanya berada di galaksi berbentuk elips besar, M87, dan di Sagitarius A*, di pusat Bima Sakti kita.

Untuk memberi gambaran betapa sulitnya tugas ini, lubang hitam Bima Sakti memiliki massa 4,1 juta Matahari dan diameter 60 juta kilometer, tapi jaraknya 250.614.750.218.665.392 kilometer dari Bumi–jarak tersebut setara dengan perjalanan dari London ke New York 45 triliun kali. Seperti dicatat oleh tim EHT, itu seperti berada di New York dan mencoba menghitung jumlah lesung sebuah bola golf di Los Angeles, atau pencitraan sebuah oranye di bulan.

Untuk memotret sesuatu yang amat jauh, tim membutuhkan teleskop sebesar Bumi itu sendiri. Dengan ketiadaan mesin raksasa seperti itu, tim EHT menghubungkan teleskop dari seluruh planet dan menggabungkan semua data. Guna menangkap gambar yang akurat pada jarak sejauh itu, teleskop harus stabil, dan bacaan mereka sepenuhnya disinkronkan.

Bagaimana para peneliti menangkap gambar pertama satu lubang hitam.

Untuk mencapai tugas yang menantang ini, tim menggunakan jam atom yang begitu akurat, sehingga mereka hanya kehilangan satu detik per seratus juta tahun. Data sebesar 5.000 terabyte yang terkumpul sangatlah besar sehingga harus disimpan pada ratusan hard drive dan dikirim secara fisik ke komputer super yang mengoreksi perbedaan waktu dalam data dan menghasilkan gambar di atas.

Relativitas Umum terbukti benar

Dengan perasaan gembira, saya menyaksikan siaran langsung yang menunjukkan gambar lubang hitam dari pusat M87 untuk pertama kalinya.

Pelajaran paling utama dari proyek ini adalah bahwa apa yang dipikirkan Einstein itu benar. Lagi. Teori relativitas umumnya telah melewati dua ujian serius dari kondisi paling ekstrem alam semesta dalam beberapa tahun terakhir. Di sini, teori Einstein meramalkan pengamatan dari planet M87 dengan akurasi yang tepat, dan tampaknya deskripsi yang benar tentang sifat ruang, waktu, dan gravitasi.

Pengukuran kecepatan materi di sekitar pusat lubang hitam konsisten dengan mendekati kecepatan cahaya. Dari gambar tersebut, para ilmuwan EHT menentukan bahwa lubang hitam M87 6,5 miliar kali massa Matahari dan 40 miliar km lebarnya–itu lebih besar dari orbit Neptunus terhadap matahari, yang membutuhkan 200 tahun.

Kali ini, lubang hitam Bima Sakti terlalu sulit untuk digambarkan secara akurat karena variabilitas cepat dalam keluaran cahaya. Ke depan, semoga ada lebih banyak teleskop EHT untuk menangkap gambar yang lebih jelas dari benda-benda menarik ini. Saya tidak ragu jika dalam waktu dekat kita akan dapat menatap inti tergelap dari galaksi kita sendiri.

Naskah ini berasal dari bahasa Inggris yang diterjemahkan oleh Jamiah Solehati.

This article was originally published in English