Pendidikan

√ Black Hole atau Mata Kucing? Begini Cara Ilmuwan Memotret Lubang Hitam …


Pada hari Rabu, 10 April 2019 Teleskop Cakrawala Peristiwa (EHT) merilis foto pertama dari a lubang hitam atau lubang hitam, tepatnya lubang hitam di pusat galaksi spiral M87 yang berjarak sekitar 53 juta tahun cahaya dari Bumi.

Untuk penjelasan tentang apa itu lubang dan bagaimana lubang itu terbentuk, baca di sini dan di sini.

Lubang hitam supermasif di pusat galaksi M87. Salah satu dari dua lubang hitam difoto untuk pertama kalinya. Kredit Gambar: EHT

Tak lama setelah foto tersebut dirilis, banyak orang yang mengira jika foto tersebut terlihat seperti donat, mata sauron, ke mata kucing. Bahkan saat ini banyak meme yang beredar di dunia maya yang menyatakan hal yang sama.

Lantas apakah foto tersebut benar-benar foto lubang hitam atau mata kucing? Ayo cari tahu!

Singkatnya, kita tidak bisa. Karena lubang hitam tidak memancarkan atau memantulkan energi apa pun dan tidak ada (bahkan cahaya) yang dapat lepas dari lubang hitam untuk dideteksi dari Bumi. Namun, keberadaan lubang hitam dapat dideteksi melalui pengaruh medan gravitasinya terhadap benda langit lainnya.

Video selang waktu bintang yang mengorbit objek tak terlihat, lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti. Kredit Gambar: ESO

Berarti foto kemarin Kebohongan dong!

Eits, tunggu dulu. Jangan langsung mengambil kesimpulan. Ini pada dasarnya adalah lubang hitam tak terlihat. Namun, ketika sebuah objek, seperti bintang, berada cukup dekat dengan horizon peristiwa lubang hitam, bintang tersebut akan mengalaminya peristiwa gangguan pasang surut. Ini adalah fenomena di mana bintang hancur karena gaya pasang surut yang sangat besar.

Saat materi penyusun bintang jatuh ke dalam lubang hitam, materi tersebut akan membentuk sesuatu yang disebut disk akresiatau seperti yang saya lebih suka menyebutnya cincin lubang hitam.

Materi dalam cincin lubang hitam akan mengorbit lubang hitam sebelum akhirnya kehilangan energi gravitasinya dan jatuh dimakan lubang hitam. Bahan tersebut akan bergesekan satu sama lain sehingga suhunya meningkat dan memancarkan gelombang elektromagnetik dalam berbagai panjang gelombang. Inilah yang memungkinkan kita mengamati lubang hitam secara visual.

Teleskop Cakrawala Peristiwa (EHT) adalah proyek internasional yang bertujuan mengamati lingkungan di sekitar lubang hitam supermasif Sagitarius A* dan lubang hitam supermasif di pusat galaksi M87. EHT terdiri dari 10 teleskop radio yang tersebar di beberapa lokasi di bumi dan saling terhubung untuk menciptakan a teleskop maya ukuran bumi.

EHT menggunakan metode interferometri untuk mendapatkan gambar lubang hitam. Semua data terkait yang dikumpulkan oleh masing-masing teleskop akan digabungkan untuk menghasilkan pola interferensi. Pola interferensi berisi informasi tentang lubang hitam yang diamati.

Namun, karena jumlah teleskop pengumpul data masih relatif kecil dan tidak terdistribusi secara merata di permukaan bumi, banyak informasi yang tidak teramati. Untuk itu, EHT telah mengembangkan sebuah algoritma yang dapat mengisi lubang informasi tersebut.

Singkatnya, cara kerja algoritma ini adalah dengan melakukan interpolasi dan ekstrapolasi data berdasarkan pola yang terbentuk dari data yang telah dikumpulkan. Kemudian algoritma memproses data menjadi satu gambar.

Namun, ada banyak kemungkinan gambar yang dapat dihasilkan oleh algoritma berdasarkan data yang dikumpulkan. Lagi-lagi karena data yang dikumpulkan masih relatif sedikit. Oleh karena itu, gambar (atau grup) terbaik dipilih yang lebih masuk akal. Yang masuk akal di sini adalah bentuk gambarnya mendekati bentuk yang diprediksi oleh model matematika.

Dari beberapa kemungkinan gambar, dipilih gambar yang paling masuk akal. Kredit Gambar: EHT

Jadi itu tentang bagaimana kita bisa memotret lubang hitam.

Jadi itu bukan foto mata kucing ya?

ya. Namun untuk lebih memahami foto tersebut, kita harus mengetahui bagian-bagian dari lubang hitam.

Lubang hitam sebenarnya bukan lubang. Itu adalah objek dengan kepadatan tak terbatas yang disebut keganjilan. Disebut singularitas karena objeknya hanya berupa titik dalam ruang (satu titik dalam ruang) yang tidak memiliki volume.

Di sekitar singularitas ada area bernama cakrawala peristiwa atau cakrawala peristiwa. Area inilah yang memberikan ciri-ciri lubang hitam, yaitu berwarna hitam. Hal ini terjadi karena di dalam horizon peristiwa, medan gravitasi lubang hitam begitu besar sehingga cahaya pun tidak dapat lepas dari tarikan gravitasinya. Itu sebabnya lubang hitam berwarna hitam. Jari-jari horizon peristiwa disebut Jari-jari Schwarzschild.

Bagian lubang hitam. Kredit Gambar: NASA

Lalu di sana disk akresi atau cincin lubang hitam yang dijelaskan sebelumnya. Bagian ini memancarkan banyak gelombang elektromagnetik sehingga kita bisa memotret lubang hitam. Lubang hitam cincin mengorbit pada jarak tertentu dari singularitas dan dikenal sebagai radius orbit lingkaran stabil terdalam (ISCO).. Untuk lubang hitam yang tidak berotasi, radius ISCO adalah tiga kali radius horizon peristiwa.

Satu lagi adalah bola foton, yaitu sekitar 1,5 kali radius horizon peristiwa. Ini adalah area di mana foton dapat mengorbit lubang hitam! Bayangkan jika Anda berada di area tersebut, maka Anda dapat melihat bagian belakang tubuh Anda sendiri! Betapa menakjubkan! (Tapi jangan mencobanya)

Sekarang lihat lagi foto lubang hitam M87. Ada bagian gelap di tengah dan bagian terang yang mengelilingi bagian gelap. Di bagian gelap terdapat singularitas yang berada tepat di tengah dan cakrawala peristiwa yang mengelilinginya, dan bagian terang adalah cincin lubang hitam dan sebagian kecil lubang hitam. bola foton.

Nah, sekarang sudah jelas bahwa foto tersebut sebenarnya adalah foto lubang hitam dan bukan foto mata kucing, mata Sauron, atau donat.

Tetap penasaran, sobat!

Referensi

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

| |
Back to top button