Ilmuwan Deteksi Sinyal Pertama Event Horizon Lubang Hitam

JAKARTA — Para ilmuwan berhasil mendeteksi sinyal gelombang gravitasi yang diyakini membawa bukti langsung pertama dari event horizon atau batas tanpa harapan di sekitar lubang hitam. Gelombang gravitasi yang dihasilkan dari tabrakan dahsyat dua lubang hitam raksasa ini membawa informasi dari wilayah yang selama ini mustahil untuk diamati secara langsung. Penemuan monumental tersebut membawa manusia selangkah lebih dekat ke tepi misteri terdalam alam semesta.

Selama ini, teori fisika menyebutkan bahwa gelombang gravitasi khusus yang disebut gelombang langsung (direct wave) dapat membawa karakteristik fisik dari batas event horizon. Teori tersebut kini bukan lagi sekadar coretan di atas kertas. Fisikawan teoretis dari Perimeter Institute Kanada, Sizheng Ma, mengonfirmasi keberhasilan deteksi sinyal langka tersebut kepada ScienceAlert.

“Event horizon bukanlah sesuatu yang bisa kita lihat langsung dengan cahaya, karena menurut definisinya, tidak ada yang bisa lolos dari sana. Tapi gelombang gravitasi memberi kita jalan pintas yang berbeda,” ujar Sizheng Ma.

Sinyal Langka dari Tabrakan GW190521

Ketika dua lubang hitam raksasa saling mengorbit dan akhirnya menyatu, proses ekstrem ini mengguncang ruang dan waktu di sekitar batas terluarnya. Sebagian dari getaran ruang-waktu ini merambat keluar sebagai gelombang gravitasi hingga akhirnya mencapai sensor detektor di Bumi. Sinyal yang berhasil ditangkap kali ini diberi kode GW190521, yang tercatat sebagai salah satu sinyal gelombang gravitasi paling bersih dan paling jelas yang pernah diterima sejauh ini oleh fasilitas LIGO dan Virgo.

Sinyal gelombang gravitasi sangatlah halus. Saat mencapai Bumi, distorsi ruang dan waktu yang ditimbulkannya bahkan lebih kecil dari lebar inti sebuah atom. Oleh karena itu, para peneliti membutuhkan peristiwa tabrakan berskala masif agar sensor di Bumi dapat mendeteksi getaran tersebut dengan presisi tinggi. Tabrakan yang menghasilkan GW190521 ini melibatkan dua lubang hitam dengan massa masing-masing sekitar 85 dan 66 kali lipat massa matahari, menghasilkan lubang hitam baru berukuran 142 kali massa matahari.

Awalnya, tim peneliti bersikap sangat hati-hati karena rumitnya data gelombang gravitasi sering kali memicu kesalahan deteksi (false positive). Namun, setelah melewati serangkaian analisis awal yang ketat, data tersebut menunjukkan konsistensi yang luar biasa. Pola penurunan sinyal yang cepat dan berputar sangat dekat dengan horizon terbukti sangat cocok dengan model teoretis yang mereka susun.

Menguji Batas Teori Relativitas Umum Albert Einstein

Keberhasilan deteksi ini bukan sekadar pencapaian teknologi, melainkan sebuah ujian langsung terhadap Teori Relativitas Umum yang dirumuskan oleh Albert Einstein lebih dari seabad lalu. Einstein memprediksi bahwa objek padat yang berakselerasi akan menciptakan riak di ruang-waktu. Riak inilah yang kita kenal sebagai gelombang gravitasi.

Melalui data GW190521, para ilmuwan mengamati fase yang disebut ringdown. Fase ini merupakan momen krusial tepat setelah kedua lubang hitam menyatu menjadi satu entitas baru. Lubang hitam yang baru terbentuk ini bergetar hebat sebelum akhirnya tenang. Getaran akhir ini memancarkan gelombang gravitasi dengan frekuensi tertentu yang mirip dengan suara lonceng yang dipukul. Nada dari “lonceng” kosmik inilah yang membawa tanda tangan fisik dari event horizon.

Selisih massa sekitar sembilan kali massa matahari tersebut tidak hilang begitu saja. Massa itu diubah sepenuhnya menjadi energi gelombang gravitasi murni yang memancar ke seluruh alam semesta dalam hitungan milidetik. Energi luar biasa besar inilah yang membuat sinyal tersebut mampu menempuh jarak miliaran tahun cahaya hingga akhirnya menggoyang detektor sensitif kita di Bumi.

Membuka Era Baru Fisika Lubang Hitam

Penemuan ini diprediksi akan mengubah peta riset astrofisika secara fundamental. Dengan menganalisis sinyal gelombang langsung tersebut, para ilmuwan kini dapat mengukur seberapa cepat event horizon berputar. Mereka juga bisa menghitung seberapa cepat gravitasi ekstrem di wilayah tersebut melenyapkan informasi fisik yang melintasinya.

Meskipun hasil analisis ini masih membutuhkan pengujian lebih lanjut terhadap sinyal-sinyal gelombang gravitasi lainnya, pencapaian ini merupakan titik terdekat manusia dalam mengamati tepi luar lubang hitam. Langkah berikutnya adalah melakukan penyempurnaan model teoretis untuk mencocokkannya dengan hasil observasi nyata ini.

“Hasil ini membuka jalan untuk mempelajari wilayah dekat horizon secara lebih langsung. Di masa depan, dengan detektor yang lebih sensitif, kami dapat melakukan pengujian teori relativitas umum yang lebih tajam,” tutup Sizheng Ma.

Kini, fokus komunitas astrofisika global beralih pada persiapan jaringan detektor generasi berikutnya, seperti Laser Interferometer Space Antenna (LISA) milik ESA yang akan ditempatkan di luar angkasa untuk menangkap gelombang berfrekuensi lebih rendah secara lebih presisi.