Teori Einstein dikonfirmasi pada tahun 1919, ketika astronom Inggris Sir Arthur Eddington mengukur lentur cahaya bintang di sekitar matahari selama gerhana matahari total. Dan itu sudah dikonfirmasi ulang sejak itu. Bagaimana kalau sekarang?
Akhirnya terseret keluar dari bayang-bayang.Gambar melalui Kolaborasi Teleskop Cakrawala Peristiwa.
Oleh Kevin Pimbblet, Universitas Hull
Lubang hitam adalah superstar fiksi ilmiah yang sudah lama ada. Tapi ketenaran Hollywood mereka sedikit aneh mengingat bahwa tidak ada yang pernah benar-benar melihatnya - setidaknya, sampai sekarang. Jika Anda perlu percaya, terima kasih pada 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 trilyun kilometer jauhnya.
Betapa menakjubkan dan mencengangkannya proyek EHT bukan hanya tentang menerima tantangan. Ini adalah ujian yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang apakah ide Einstein tentang sifat ruang dan waktu bertahan dalam keadaan ekstrem, dan melihat lebih dekat daripada sebelumnya tentang peran lubang hitam di alam semesta.
Singkatnya, Einstein benar.
Menangkap yang tidak bisa ditangkap
Lubang hitam adalah wilayah ruang yang massanya begitu besar dan padat sehingga bahkan cahaya pun tidak bisa lepas dari gaya tarik gravitasinya. Melawan latar belakang hitam yang bertinta di luar, menangkap satu adalah tugas yang hampir mustahil. Tetapi berkat karya inovatif Stephen Hawking, kita tahu bahwa massa kolosal bukan hanya jurang hitam. Tidak hanya mereka mampu mengeluarkan semburan plasma yang besar, tetapi gravitasi mereka yang sangat besar menarik aliran materi ke intinya.
Ketika materi mendekati cakrawala peristiwa lubang hitam - titik di mana bahkan cahaya pun tidak bisa lepas - ia membentuk cakram yang mengorbit. Materi dalam disk ini akan mengubah sebagian energinya menjadi gesekan saat bergesekan dengan partikel materi lainnya. Ini menghangatkan disk, sama seperti kita menghangatkan tangan kita di hari yang dingin dengan menggosoknya. Semakin dekat masalah, semakin besar gesekannya. Materi yang lebih dekat ke cakrawala peristiwa bersinar terang cemerlang dengan panasnya ratusan matahari. Cahaya inilah yang dideteksi EHT, bersama dengan "siluet" lubang hitam.
Memproduksi gambar dan menganalisis data semacam itu adalah tugas yang sangat sulit. Sebagai seorang astronom yang mempelajari lubang hitam di galaksi yang jauh, saya biasanya tidak bisa membayangkan satu bintang pun di galaksi itu, apalagi melihat lubang hitam di pusatnya.
Tim EHT memutuskan untuk menargetkan dua lubang hitam supermasif terdekat dengan kami - baik di galaksi berbentuk elips besar, M87, dan di Sagitarius A *, di pusat Bima Sakti kami.
Untuk memberikan gambaran betapa sulitnya tugas ini, sedangkan lubang hitam Bima Sakti memiliki massa 4,1 juta matahari dan diameter 60 juta kilometer, jaraknya adalah 250.614.750.218.665.392 kilometer dari Bumi - itu 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 lesung pipi di bola golf di Los Angeles, atau membayangkan oranye di bulan.
Untuk memotret sesuatu yang sangat jauh, tim membutuhkan teleskop sebesar Bumi itu sendiri. Dengan tidak adanya mesin raksasa seperti itu, tim EHT menghubungkan teleskop dari seluruh planet, dan menggabungkan data mereka. Untuk menangkap gambar yang akurat pada jarak seperti itu, teleskop harus stabil, dan bacaan mereka sepenuhnya disinkronkan.
Bagaimana para peneliti menangkap gambar pertama dari lubang hitam.
Untuk mencapai prestasi yang menantang ini, tim menggunakan jam atom begitu akurat sehingga mereka kehilangan hanya satu detik per seratus juta tahun. 5.000 terabyte data yang dikumpulkan sangat 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.
Awal yang paling penting dibawa pulang adalah bahwa Einstein benar. Lagi. Teori relativitas umumnya telah melewati dua ujian serius dari kondisi paling ekstrem di alam semesta dalam beberapa tahun terakhir. Di sini, teori Einstein meramalkan pengamatan dari 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 adalah 6,5 miliar kali massa matahari dan 40 miliar km lebarnya - yang lebih besar dari orbit matahari 200 tahun Neptunus.
Lubang hitam Bimasakti terlalu menantang untuk gambar secara akurat kali ini karena variabilitas cepat dalam output cahaya. Mudah-mudahan, lebih banyak teleskop akan ditambahkan ke array EHT segera, untuk mendapatkan gambar yang lebih jelas dari objek yang menarik ini. Saya tidak ragu bahwa dalam waktu dekat kita akan dapat menatap jantung gelap galaksi kita sendiri.
Kevin Pimbblet, Dosen Senior bidang Fisika, Universitas Hull
Intinya: Seorang fisikawan menjelaskan bagaimana gambar lubang hitam membantu mendukung teori relativitas Einstein.
Artikel ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.
