Lubang hitam terbentuk terutama ketika inti bintang masif runtuh setelah supernova, atau ketika momen-momen pertama alam semesta meninggalkan kantong-kantong materi ultra-padat. NASA dan ESA mendeskripsikan empat kelas — bintang, menengah, supermasif dan primordial — didefinisikan terutama oleh massa. Ciri khas mereka adalah cakrawala peristiwa: sebuah batas yang melampaui mana bahkan cahaya tidak dapat lolos.
Versi ini adalah terjemahan mesin dari naskah asli (English). Baca naskah asli
Lubang hitam adalah wilayah ruang di mana gravitasi sangat kuat sehingga tidak ada apa pun, bahkan cahaya, dapat lolos setelah melewati batas yang disebut cakrawala peristiwa, menurut NASA. Sifat tunggal itu — permukaan satu arah di ruang angkasa — adalah yang membuat objek-objek ini, bukan ukuran terlihatnya, lingkungan paling ekstrem yang dikenal dalam fisika.
Bagaimana lubang hitam terbentuk
Jalur yang paling dipahami adalah keruntuhan bintang. NASA menjelaskan bahwa bintang dengan lebih dari sekitar 20 kali massa Matahari pada akhirnya menghabiskan bahan bakar nuklir mereka; inti kemudian runtuh ke dalam sementara lapisan luar ditiup dalam ledakan supernova. Jika inti yang hancur yang tersisa masih menahan lebih dari kira-kira tiga massa matahari, NASA menyatakan bahwa tidak ada kekuatan yang diketahui dapat menghentikan inti itu dari runtuh menjadi lubang hitam.
ESA mendeskripsikan mekanisme yang sama: sekali inti bintang di atas ambang massa itu dikompresi ke volume yang cukup kecil, gravitasi miliknya sendiri mengatasi setiap kekuatan fisik lainnya, dan objek terus menyusut sampai cahaya tidak lagi dapat meninggalkannya. Lubang hitam dapat terus tumbuh setelahnya dengan menarik gas sekitarnya, proses yang disebut akresi, menurut NASA. ESA mencatat bahwa akresi sendiri kesulitan menjelaskan bagaimana beberapa lubang hitam supermasif tumbuh begitu besar begitu awal dalam sejarah alam semesta, yang merupakan salah satu alasan ilmuwan mempelajari lubang hitam bermassa menengah sebagai kemungkinan tautan yang hilang.
Ide terpisah yang kurang mapan menyangkut momen-momen tercepat alam semesta. Beberapa teori mengusulkan bahwa lubang hitam primordial dapat terbentuk langsung dari kondisi ekstrem segera setelah Big Bang, tanpa bintang apa pun yang terlibat. ESA mengatakan misi Euclid-nya mungkin membantu menguji apakah objek-objek seperti itu ada dan apakah mereka dapat menjelaskan beberapa materi gelap alam semesta.
Empat kelas, didefinisikan oleh massa
NASA dan ESA mengelompokkan lubang hitam ke dalam kategori berdasarkan terutama pada berapa banyak massa yang mereka miliki, karena massa menentukan ukuran, kekuatan gravitasi, dan rute pembentukan.
Kelas lubang hitam menurut massa (NASA, ESA)
Kelas
Massa tipikal (massa matahari)
Bagaimana dianggap terbentuk
Bermassa bintang
kira-kira 3 hingga beberapa lusin
Keruntuhan inti bintang masif setelah supernova
Bermassa menengah
sekitar 100 hingga 10.000+
Dicurigai dalam beberapa kasus tetapi jarang dikonfirmasi secara langsung, menurut NASA
Supermasif
100.000 hingga miliaran
Asal tidak sepenuhnya dipahami; diyakini tumbuh bersama galaksi induk mereka, menurut NASA dan ESA
Primordial (hipotesis)
kisaran luas, tidak dikonfirmasi
Dihipotesiskan berasal dari alam semesta awal; sedang dipelajari oleh misi Euclid ESA sebagai kandidat materi gelap yang mungkin, menurut ESA
Apa yang membuat mereka ekstrem
Cakrawala peristiwa adalah fitur yang membedakan lubang hitam. NASA mendeskripsikannya sebagai titik di mana kecepatan lepas yang diperlukan untuk meninggalkan objek melebihi kecepatan cahaya, sehingga tidak ada apa pun — termasuk cahaya itu sendiri — dapat kembali ke luar. Karena tidak ada cahaya yang keluar, lubang hitam itu sendiri tidak memancarkan cahaya; apa yang astronom deteksi adalah bersinar materi tepat di luar batas ini.
Cahaya itu berasal dari disk akresi, materi yang ditarik dari bintang-bintang terdekat atau awan gas yang berputar ke dalam dan memanas saat mendekati cakrawala peristiwa, menurut deskripsi NASA tentang anatomi lubang hitam. Di sekitar lubang hitam supermasif yang aktif makan, wilayah ini — disebut korona — mencapai suhu sekitar satu miliar derajat dan menghasilkan sinar-X energi tinggi, dengan partikel bergerak pada kecepatan mendekati kecepatan cahaya.
Di pusat yang sangat, relativitas umum memprediksi singularitas, titik di mana materi dikompresi menjadi kepadatan tak terbatas, menurut NASA. Ini digambarkan sebagai tujuan akhir untuk apa pun yang jatuh melewati cakrawala peristiwa, meskipun fisikawan mencatat ini adalah di mana teori gravitasi saat ini rusak daripada memberikan deskripsi yang sepenuhnya diuji dari apa yang benar-benar terjadi di sana.
Melihat lubang hitam secara langsung
Karena lubang hitam tidak memancarkan cahaya sendiri, astronom tidak dapat memotret mereka secara langsung — mereka menggambar bayangan yang lubang hitam tuangkan pada gas bersinar di sekitarnya. Event Horizon Telescope (EHT), jaringan global observatorium radio yang dihubungkan melalui teknik yang disebut interferometri dasar-panjang-sangat, menghasilkan gambar pertama seperti lubang hitam supermasif M87* pada 2019 dan Sagittarius A*, lubang hitam pusat Milky Way sendiri, pada 2022, menurut European Southern Observatory (ESO), mitra dalam kolaborasi EHT.
ESO menyatakan bahwa Sagittarius A* memiliki massa kira-kira 4 juta kali massa Matahari dan berada sekitar 27.000 tahun cahaya dari Earth, namun dari sudut pandang kami ESO mendeskripsikannya sebagai muncul tidak lebih besar daripada donat yang ditempatkan di permukaan Moon. NASA secara terpisah melaporkan bahwa M87*, yang difoto oleh EHT pada 2019, menahan lebih dari 6 miliar massa matahari, dengan cakrawala peristiwa yang NASA katakan akan menjangkau jauh melampaui planet-planet sistem tata surya.
Bukti visual langsung pertama lubang hitam di pusat Milky Way.
— Event Horizon Telescope Collaboration, via ESO
ESO mencatat bahwa gambar-gambar seperti itu memungkinkan ilmuwan secara langsung menyelidiki perilaku ruangwaktu di perbatasan lubang hitam, cara menguji relativitas umum dalam kondisi gravitasi paling ekstrem yang tersedia untuk pengamatan.
Pertanyaan
Berapa massa minimum yang diperlukan untuk lubang hitam terbentuk dari bintang?
Menurut NASA, jika inti bintang yang runtuh menahan lebih dari sekitar tiga kali massa Matahari setelah supernova, tidak ada kekuatan yang diketahui dapat menghentikannya dari runtuh menjadi lubang hitam.
Bisakah kita benar-benar melihat lubang hitam?
Tidak secara langsung, karena tidak ada cahaya yang lepas dari lubang hitam. Teleskop sebaliknya menggambar gas bersinar dan bayangan gelap yang dilemparkan di atasnya, seperti yang dilakukan Event Horizon Telescope untuk M87* pada 2019 dan Sagittarius A* pada 2022, menurut ESO.
Ada berapa tipe lubang hitam?
NASA dan ESA mendeskripsikan empat kelas berdasarkan massa: bermassa bintang, bermassa menengah, supermasif, dan lubang hitam primordial hipotesis yang dianggap berasal dari alam semesta awal.
Seberapa besar lubang hitam di pusat Milky Way?
ESO melaporkan bahwa Sagittarius A* memiliki massa sekitar 4 juta kali massa Matahari dan terletak kira-kira 27.000 tahun cahaya dari Earth.
Apa yang ada di pusat lubang hitam?
Relativitas umum memprediksi singularitas, titik kepadatan tak terbatas, menurut NASA, meskipun ini adalah di mana teori fisika saat ini tidak sepenuhnya diuji.
Tulisan ini disiapkan dengan kecerdasan buatan dan lolos pemeriksaan sumber otomatis sebelum terbit. Jika Anda melihat kesalahan, ajukan koreksi. Ajukan koreksi atau hak jawab · Cara kami bekerja
Roket bergerak dengan mengeluarkan gas buang dalam satu arah sehingga kendaraan didorong ke arah lain, menurut hukum ketiga gerak Newton. Dorong tergantung pada berapa banyak massa gas buang yang mengalir keluar per detik dan seberapa cepat meninggalkan nosel, sementara tetap berada di orbit tergantung pada menyeimbangkan kecepatan maju terhadap tarikan gravitasi. Desain multitahap dan, untuk beberapa misi, propulsi listrik digunakan untuk mengelola jumlah bahan bakar yang sangat besar yang diperlukan penerbangan ruang angkasa.
Pelatihan astronot adalah proses multi-tahun yang dimulai dengan penyaringan seleksi untuk pendidikan, pengalaman dan kebugaran fisik, kemudian berlanjut ke tahun-tahun pelatihan darat sebelum ada penerbangan. Menurut NASA dan Badan Antariksa Eropa (ESA), kandidat mempelajari sistem pesawat luar angkasa dan berlatih jalan luar angkasa di bawah air, dan kandidat ESA juga belajar bahasa Rusia, sementara kehidupan di Stasiun Antariksa Internasional (ISS) berjalan pada jadwal harian tetap berupa pekerjaan, olahraga dan tidur.
Lubang hitam adalah wilayah ruang di mana gravitasi sangat kuat sehingga tidak ada apa pun, bahkan cahaya, dapat lolos setelah melewati cakrawala peristiwa. Sebagian besar terbentuk ketika bintang masif kehabisan bahan bakar nuklir dan intinya runtuh; versi supermassif tumbuh di pusat galaksi selama miliaran tahun. Gambar langsung dan deteksi gelombang gravitasi telah mengonfirmasi keberadaan mereka dan menguji relativitas umum Einstein.
Fase Bulan berubah karena sinar matahari mengenai berbagai bagian permukaannya saat bergerak mengelilingi Bumi, bukan karena bayangan Bumi; satu siklus lengkap fase, yang disebut bulan sinodik, rata-rata berlangsung 29,5 hari. Bulan yang sama juga menarik lautan Bumi dengan gaya gravitasi yang tidak merata, menciptakan dua pasang surut tinggi dan dua pasang surut rendah kira-kira setiap 24 jam dan 50 menit, dengan Matahari memperkuat atau melemahkan tarikan itu dua kali sebulan.
