Black hole hampir terdengar seperti objek yang mustahil ditemukan.
Ia tidak memiliki permukaan bercahaya seperti bintang. Setelah melewati event horizon, bahkan cahaya tidak dapat kembali keluar. NASA Science
Namun astronom bukan hanya berhasil menemukan black hole. Mereka juga dapat mempelajari massanya, mengamati material di sekitarnya, dan bahkan mendapatkan citra bayangannya.
Caranya bukan dengan melihat black hole secara langsung.
Kita menemukan black hole dengan memperhatikan apa yang dilakukannya terhadap alam semesta di sekitarnya.
Black Hole Sebenarnya Bukan “Lubang” Kosong
Nama black hole sering membuatnya dibayangkan sebagai lubang raksasa yang mengisap segala sesuatu di ruang angkasa.
Gambaran itu kurang tepat.
Black hole merupakan konsentrasi massa yang sangat besar dalam wilayah yang sangat kecil. Gravitasi di sekitarnya begitu kuat sehingga setelah sesuatu melewati event horizon, tidak ada jalur kembali menuju dunia luar.
Tetapi pengaruh gravitasi black hole tetap bekerja terhadap benda-benda yang berada di luar batas tersebut.
Di sinilah astronom mendapatkan petunjuk pertama.
Bintang di Sekitarnya Bisa Membocorkan Lokasinya
Bayangkan melihat sebuah bintang bergerak mengelilingi sesuatu.
Anda tidak dapat melihat objek yang berada di tengah orbitnya, tetapi lintasan bintang menunjukkan bahwa ada massa besar di sana.
Prinsip yang sama digunakan dalam astronomi.
Para ilmuwan dapat mengamati gerakan bintang atau gas dan mencari pola yang menunjukkan keberadaan objek masif yang tidak terlihat. NASA menjelaskan bahwa perubahan gerakan bintang dan material di sekitar black hole merupakan salah satu cara keberadaannya dapat diketahui. NASA
Dengan kata lain, black hole mungkin gelap, tetapi gravitasinya meninggalkan jejak.
Justru Lingkungan Black Hole Bisa Sangat Terang
Ada paradoks menarik.
Black hole sendiri gelap, tetapi wilayah di dekat black hole tertentu dapat menjadi salah satu lingkungan paling terang dan energik.
Material seperti gas dapat tertarik mendekat dan membentuk accretion disk yang berputar mengelilinginya.
Material tersebut belum berada di dalam event horizon.
Ketika gas bergerak semakin dekat, kondisinya dapat menjadi sangat panas dan menghasilkan radiasi yang bisa dideteksi oleh instrumen astronomi. NASA Science
Jadi ketika teleskop mendeteksi lingkungan kosmik yang sangat energik mengelilingi objek yang tidak terlihat, para astronom mendapatkan petunjuk penting mengenai apa yang mungkin berada di pusatnya.
Kita Bisa Melihat Bayangan Black Hole
Ini bagian yang terdengar aneh.
Jika black hole tidak terlihat, bagaimana kita bisa memiliki “foto” black hole?
Yang terlihat bukan permukaan black hole seperti kita memotret permukaan Bulan.
Pada 2019, Event Horizon Telescope menghasilkan citra pertama black hole di pusat galaksi M87. Gambar tersebut memperlihatkan wilayah gelap yang dikelilingi emisi terang dari material di sekitarnya. NASA
Gravitasi ekstrem juga membelokkan jalur cahaya di dekat black hole.
Akibatnya, material bercahaya di sekelilingnya dapat tampak terdistorsi, sementara bagian tengah terlihat seperti bayangan gelap.
Jadi kita melihat black hole melalui kontras antara kegelapan dan cahaya yang mengelilinginya.
Cahaya Bahkan Bisa Membelok di Sekitarnya
Dekat black hole, ruang dan waktu tidak berperilaku seperti pengalaman sehari-hari kita.
Medan gravitasi yang sangat kuat dapat membelokkan lintasan cahaya.
Efek ini disebut gravitational lensing.
Karena cahaya dari accretion disk mengikuti ruang-waktu yang terdistorsi, kita dapat melihat bentuk visual yang tampaknya melengkung mengitari black hole. Bahkan cahaya dari bagian disk yang sebenarnya berada di belakangnya dapat diarahkan menuju pengamat. NASA Science
Inilah mengapa visual black hole sering terlihat seperti cincin cahaya yang aneh, bukan sekadar lingkaran hitam sederhana.
Ada Cara Lain: Mendengarkan Ruang-Waktu
Black hole juga dapat ditemukan tanpa menggunakan cahaya.
Ketika dua black hole saling mengorbit lalu bergabung, peristiwa tersebut dapat menghasilkan gravitational waves—riak pada ruang-waktu.
Pada 2015, LIGO melakukan deteksi langsung pertama gravitational waves dari penggabungan dua black hole. NASA
Ini membuka cara baru mempelajari alam semesta.
Astronom tidak lagi hanya bergantung pada cahaya yang mencapai teleskop.
Mereka juga dapat mendeteksi bagaimana peristiwa kosmik yang ekstrem mengguncang ruang-waktu itu sendiri.
Black Hole Tidak Mengisap Seluruh Alam Semesta
Karena reputasinya sebagai objek dengan gravitasi ekstrem, black hole sering dibayangkan seperti vacuum cleaner kosmik.
Namun benda yang berada cukup jauh tidak otomatis tersedot masuk.
Sebuah objek dapat mengorbit black hole sebagaimana benda langit mengorbit objek bermassa lainnya. Yang membuat keadaan menjadi ekstrem adalah ketika sesuatu bergerak sangat dekat, terutama menuju event horizon.
Jadi keberadaan black hole di suatu wilayah tidak berarti seluruh benda di sekitarnya akan langsung jatuh ke dalamnya.
Jarak dan lintasan tetap penting.
Lalu Apa yang Terjadi Setelah Melewati Event Horizon?
Di sinilah pengetahuan kita memiliki batas yang jauh lebih besar.
Event horizon merupakan titik tanpa jalan kembali. Informasi dari sesuatu yang telah melewati batas tersebut tidak dapat kembali kepada pengamat di luar melalui cahaya. NASA Science
Teori fisika dapat membantu kita menggambarkan berbagai kondisi ekstrem yang terjadi di sekitar black hole.
Namun apa yang sebenarnya terjadi jauh di dalamnya masih menjadi salah satu pertanyaan besar fisika modern.
Dan justru bagian inilah yang membuat black hole begitu menarik.
Kita mengetahui keberadaannya bukan karena kita dapat melihat seluruh objek tersebut, tetapi karena alam semesta di sekelilingnya memberikan cukup banyak bukti.
Kesimpulan
Black hole menunjukkan bahwa dalam astronomi, melihat sesuatu tidak selalu berarti menerima cahaya langsung dari objek tersebut.
Kita dapat menemukan black hole melalui orbit bintang, perilaku gas, radiasi dari material panas di sekitarnya, pembelokan cahaya, bayangan event horizon, hingga gravitational waves.
Objeknya mungkin gelap.
Pengaruhnya sama sekali tidak tersembunyi.
Dan dari pengaruh itulah astronom dapat mempelajari salah satu objek paling ekstrem di alam semesta—bahkan ketika cahaya dari dalamnya tidak pernah mencapai kita.