BERITA UTAMAPENDAPATRENCANA

26,000 tahun perjalanan masa cerap imej lohong hitam

Pada 12 Mei 2022, saintis mengumumkan pencerapan imej lohong hitam pertama dari galaksi kita sendiri iaitu galaksi Bima Sakti. Lohong hitam ini dikenali sebagai Sagittarius A* (Sgr A*) yang mempunyai jisim 4.3 juta kali ganda lebih tinggi daripada jisim Matahari. Sgr A* terletak di 26,000 tahun cahaya dari Bumi. 1 tahun cahaya bersamaan 9.5 trilion kilometer. Ini bermakna, imej Sgr A* yang kita saksikan merupakan imej 26,000 tahun yang lalu.

Imej Sgr A* bukanlah imej lohong hitam pertama yang kita saksikan. Pada 2019, kita telah menyaksikan imej lohong hitam pertama dunia iaitu lohong hitam dari galaksi Messier 87. Lohong hitam ini – dikenali sebagai M87* terletak pada jarak 53 juta tahun cahaya. Dengan kata lain, imej M87* merupakan imej 53 juta tahun lampau. M87* lebih besar dan berat, mempunyai jisim 2,400 bilion kali ganda lebih tinggi daripada jisim Matahari.

Kejayaan pencerapan lohong hitam membawa kemenangan Hadiah Nobel Fizik pada 2020 oleh Roger Penrose, Reinhard Genzel dan Andrea Ghez. Penrose memperoleh hadiah berprestij itu kerana beliau pernah meramalkan pembentukan lohong hitam melalui teori kerelatifan am. Genzel dan Ghez pula memenangi hadiah tersebut kerana penemuan objek termampat di pusat galaksi yang mana lohong hitam satu-satunya penjelasan terbaik.

Antara cabaran terbesar mencerap lohong hitam ialah lokasinya terlalu jauh. Mencerap lohong hitam Sgr A* ibarat mencerap sebiji bola tenis yang terletak di bulan – terlalu kecil. Lohong hitam tidak melepaskan cahaya, tetapi terdapat plasma, gas dan habuk angkasa yang beredar mengelilinginya. Jirim-jirim bercahaya ini yang saintis gunakan untuk mencerap lohong hitam. Cahaya dari Sgr A* mengambil tempoh 26,000 tahun untuk sampai ke Bumi supaya kita dapat maklumatnya.

11 teleskop radio

Lohong hitam dicerap oleh Event Horizon Telescope (EHT) yang merupakan gabungan 11 teleskop radio yang berbentuk piring satelit dari seluruh dunia. Teleskop radio individu tidak berupaya untuk mencerap lohong hitam yang begitu jauh kerana resolusinya rendah. Idealnya, kita memerlukan teleskop sebesar diameter Bumi untuk mendapatkan resolusi terbaik, namun mustahil untuk menghasilkan teleskop radio sebesar itu. Maka, saintis menggunakan 11 teleskop radio yang jauh jaraknya antara satu sama lain. Jarak ini pula bersamaan dengan saiz diameter Bumi. Isyarat-isyarat yang diterima oleh 11 teleskop radio ini bergabung menjadi satu signal gergasi seolah kita menghasilkan satu teleskop gergasi bersaiz diameter Bumi. Walau berjaya mencerap lohong hitam, kita tidak dapat menafikan imejnya masih tidak begitu jelas. Namun, apabila semakin banyak teleskop radio yang dapat digunakan bawah EHT pada masa depan, imejnya akan lebih baik.

Lohong hitam merupakan produk kematian bintang. Tanda kematian bintang adalah apabila ia kehabisan tenaga nuklear untuk membakar. Apabila satu bintang mati, ia akan bertukar menjadi salah satu daripada tiga bentuk – kerdil putih, bintang neutron ataupun lohong hitam. Dengan kata lain, tidak semua bintang yang mati akan bertukar menjadi lohong hitam. Hanya bintang yang betul-betul tinggi jisimnya dapat bertukar menjadi lohong hitam. Matahari merupakan salah satu contoh bintang yang tidak berupaya menjadi lohong hitam setelah kematiannya. Sebaliknya, ia akan menjadi kerdil putih.

Lohong hitam merupakan objek herotan ruang-masa. Ia mempunyai daya graviti yang sangat tinggi sehinggakan cahaya yang melaluinya tidak berupaya melepasi daya tarikan gravitinya. Lohong hitam mempunyai dua struktur utama iaitu ufuk peristiwa dan ketunggalan (singularity). Ketunggalan merupakan kawasan terdalam dalam lohong hitam. Ketunggalan mempunyai ketumpatan yang tidak terhingga dan tidak mempunyai saiz. Ketunggalan merupakan kawasan yang ruang-masa paling dahsyat diherot.

Secara teorinya, semua objek berjisim berupaya menjadi lohong hitam secara tidak semula jadi. Apabila suatu objek berjisim dimampatkan sehingga melepasi radius Schwarzschild, ia akan menjadi lohong hitam. Malah, manusia pun boleh menjadi lohong hitam sekiranya dimampatkan sehingga 10-23 cm (saiz yang lebih kecil daripada atom). Matahari boleh menjadi lohong hitam jika radiusnya dimampatkan sehingga 3 km.

Menurut teori Stephen Hawking, lohong hitam melepaskan sinaran yang dikenali sebagai Sinaran Hawking (Hawking Radiation). Disebabkan ini, lohong hitam sebenarnya semakin lama semakin mengecil melalui proses penyejatan. Tetapi proses ini mengambil masa yang tersangat lama. Sehingga ke hari ini, kita masih belum lagi dapat mengesan sinaran Hawking yang diramalkan. Jika suatu hari nanti kita berupaya mengesannya, kita dapat meramalkan bahawa lohong hitam akan mati suatu hari nanti.

 


Pengarang :