Black Hole Bertambah Massanya Seiring Perluasan Alam Semesta – Ada banyak misteri seputar lubang hitam, dan kini tim astronom telah mengusulkan solusi baru untuk salah satunya – mengapa begitu banyak lubang hitam yang diamati lebih masif dari yang diperkirakan? Sebuah model baru menunjukkan bahwa pertumbuhan mereka mungkin “dipasangkan secara kosmologis” dengan perluasan alam semesta.
Pada tahun 2015, fasilitas LIGO melakukan deteksi gelombang gravitasi untuk pertama kalinya – riak di struktur ruangwaktu itu sendiri. Hal ini terjadi dalam peristiwa bencana besar, yang paling sering terjadi adalah tabrakan antar lubang hitam, dan para astronom dapat bekerja mundur dari gelombang untuk menghitung massa dua objek yang terlibat dalam penggabungan tersebut. Dan mereka menyadari sesuatu yang aneh.
Lubang hitam bintang adalah jenis lubang hitam yang paling umum dan diharapkan akan terlibat dalam sebagian besar merger. Ini terbentuk dari runtuhnya bintang-bintang masif, dan diperkirakan memiliki massa antara lima dan sekitar 30 kali massa Matahari. https://www.premium303.pro/
Namun tim LIGO mendeteksi beberapa lubang hitam dengan massa yang jauh lebih tinggi – misalnya, tabrakan paling masif yang pernah tercatat terjadi antara dua lubang hitam bermassa 65 dan 85 Matahari.
Jadi bagaimana lubang hitam ini bisa menjadi begitu besar? Penjelasan paling umum adalah bahwa mereka tumbuh dengan menelan materi, termasuk debu, gas, bintang, atau lubang hitam lainnya. Namun para peneliti dalam studi baru ini kini telah mengusulkan alternatif yang cukup aneh – bahwa massa lubang hitam bisa bertambah seiring perluasan alam semesta, sebuah efek yang disebut tim sebagai kopling kosmologis.
Meskipun terdengar agak aneh, ide ini belum pernah terjadi sebelumnya. Kemungkinan ini tersirat dalam teori relativitas Einstein, dan cahaya sudah tergabung secara kosmologis, yaitu ia kehilangan energi seiring dengan perluasan alam semesta, sehingga memicu perluasan tersebut.
“Kami berpikir untuk mempertimbangkan efek sebaliknya,” kata Duncan Farrah, salah satu penulis studi tersebut. Apakah LIGO-Virgo akan menemukan cara untuk menghasilkan energi tanpa menggunakan gas atau bintang jika lubang hitam berpasangan secara kosmologis?
Tim menunjukkan bahwa ketika lubang hitam dimodelkan, hal itu biasanya dilakukan di alam semesta simulasi yang tidak mengembang. Hal ini dilakukan demi kesederhanaan, namun dapat mengaburkan efek penggandengan kosmologis. Jadi untuk studi baru ini, para peneliti menjalankan simulasi yang menjelaskan perluasan ini.
Mereka mensimulasikan jutaan pasang bintang melalui kelahiran, kehidupan, dan kematiannya untuk membentuk lubang hitam – dan yang terpenting, mereka menghubungkan massa lubang hitam dengan ukuran alam semesta yang disimulasikan. Artinya, pasangan lubang hitam ini semakin masif seiring berjalannya waktu, berputar ke arah satu sama lain dan akhirnya bertabrakan.
Mungkin tidak mengherankan jika lubang hitam yang terbentuk dari penggabungan tersebut berukuran lebih besar, namun hal ini juga tampaknya menyebabkan lebih banyak penggabungan yang terjadi. Dan benar saja, prediksi tersebut tampaknya cukup sesuai dengan data kolaborasi LIGO-Virgo.
Para peneliti mengatakan model baru ini bekerja dengan baik karena tidak memerlukan modifikasi apa pun terhadap pemahaman kita tentang bagaimana bintang terbentuk, hidup, dan mati. Namun tentu saja, pertanyaan ini masih jauh dari terselesaikan – gagasan saat ini tentang lubang hitam yang melahap materi dan satu sama lain mungkin bisa menjadi penjelasan yang lebih sederhana.
Penulis studi Michael Zevin mengatakan, “Banyak aspek penggabungan lubang hitam yang tidak diketahui secara detail, seperti lingkungan pembentukan dominan dan proses fisik rumit yang berlangsung sepanjang hidup mereka.” Meskipun data yang kami miliki saat ini diwakili oleh simulasi populasi bintang, masih ada banyak ruang gerak. Kita dapat melihat bahwa penggandengan kosmologis adalah ide yang berguna, namun kita belum dapat mengukur kekuatan penggandengan ini.”
Ide ini dapat diuji ketika observatorium gelombang gravitasi menjadi lebih sensitif, dan terutama ketika observatorium baru, seperti LISA berbasis ruang angkasa, bergabung dalam pencarian.
