Apa itu Black Hole (Lubang Hitam)? Agaknya Lubang Hitam ini cukup populer terlebih pada kalangan yang up to date pada perkembangan sains. Namun tak banyak juga yang mengetahui asal-usul Lubang Hitam. Sebagian juga bertanya-tanya, apa sebetulnya Lubang Hitam itu? Apakah ia merupakan suatu lubang yang berwarna hitam? Dan apakah ia benar-benar ada di Alam Semesta ini? Bila ada, wujudnya seperti apa?

Untuk menjawab itu semua, kita harus bersabar. Perlu kiranya kita tengok ke belakang, bagaimana perjalanan Fisikawan dalam memprediksi secara teoritis dan mengkonfirmasi secara eksperimen.

Saat Albert Einstein (1879-1955) mengungkapkan Teori Relativitas Umum (TRU) atau juga dikenal sebagai Teori Gravitasi Einstein, Fisikawan Teoretis itu juga menunjukkan bahwa salah satu implikasi dari teorinya mengisyaratkan bahwa medan gravitasi mempengaruhi perambatan cahaya.

Sebentar, perlu juga disampaikan bahwa gravitasi dipandang sebagai gaya oleh Isaac Newton (1642-1727), tapi tidak bagi Einstein. Menurutnya, gravitasi adalah manifestasi dari geometri ruang-waktu yang melengkung. Oleh karenanya, cahaya yang melewati medan gravitasi seperti melewati lintasan yang lengkung sehingga akan dibelokkan dari arah semula.

Cahaya yang dipancarkan dari bintang dan melewati dekat permukaan matahari (medan gravitasi matahari) mengalami pembelokan dengan sudut pembelokan 1.75 detik busur (1 detik busur = 1/3600 derajat) menurut perhitungan Einstein. Tapi yang menjadi pertanyaan penting, apakah memang benar cahaya terbelokkan?

Pada 1917, persekutuan astronom kerajaan inggris mengumumkan bahwa gerhana matahari akan terjadi pada tanggal 29 Mei 1919 dan pada saat itu kelompok bintang terang pada konstelasi atau rasi bintang Hyades akan dibelakangi oleh matahari, berada dibelakang matahari.

Nah, hal tersebut diatas menjadi kesempatan yang menarik untuk menguji prediksi TRU Einstein. Bila prediksi benar, maka cahaya dari rasi bintang Hyades akan terbelokkan sehingga bisa teramati meskipun bintang tersebut berada dibelakang posisi matahari.

Sebagian mungkin bertanya, mengapa menunggu gerhana matahari? Karena bila tidak terjadi matahari maka cahaya bintang itu kalah terang dibanding cahaya matahari, sehingga kita justru tak bisa mengamati adanya pembelokan cahaya bintang.

Pada saat gerhana matahari itu terjadi, sekelompok astronom dibawah pimpinan Sir A.S. Eddington (1882-1944) melakukan pengamatan dari Afrika Barat. Kelompok lain dibawah pimpinan C.R. Davidson melakukan pengamatan dari sobral di Brazil. Hasil pengamatan mereka ternyata mengkonfirmasi prediksi TRU, cahaya bintang terbelokkan. Wow, keren ya !

Besar sudut pembelokan cahaya dari hasil pengamatan mereka sekitar 1.28 detik busur, tak berbeda jauh dari angka yang diprediksi oleh Einstein. Penemuan ini cukup menghebohkan dunia sehingga surat kabar Amerika Serikat memasang judul yang masyhur yakni Light Caught Bending (cahaya tertangkap membelok).

Apa kaitannya dengan Lubang Hitam? Cahaya yang dipancarkan bintang berasal dari pemukaannya (kurang lebih). Bila tidak ada sama sekali cahaya yang dipancarkan dari permukaan bintang yang dapat terlepas ke angkasa raya maka bintang tersebut hilang dari pengamatan kita. Artinya ia ada namun gelap atau hitam.

Setelah semua bahan termonuklir yang berperan sebagai sumber energi sebuah bintang habis terpakai, bintang mengalami proses pengerutan hingga terbentuklah lubang hitam. Sekali lagi, bintang ini ada namun tak teramati karena gelap atau hitam. Mengapa dikatakan lubang?

Penyebutan “lubang” ini ada hubungannya dengan geometri ruang-waktu di sekitar bintang yang mempunyai kelengkungan besar sehingga seolah-olah bintang tersebut berada dalam sebuah lubang khayal yang sangat dalam. Inilah alasan mengapa bintang jenis ini dinamakan lubang hitam.

Lubang hitam ini merupakan bintang yang maha mampat. Oleh karena itu, bila seandainya kita bisa mengambil batu yang berasal dari lubang hitam, berukuran bola yang punya diameter 2 cm. Lalu kita menimbang batu itu dengan anggapan ada alat timbang yang memadai untuk melakukan hal tersebut, maka kita akan terkejut bahwa batu itu bermassa sekitar 80 milyar ton. Wow begitu mampatnya batu itu !

Dan karena kemampatannya yang luar biasa itulah, gravitasi lubang hitam sungguh kuat. Semua yang lewat didekatnya (termasuk cahaya) akan ditelan dan tak bisa kabur (meskipun menurut Hawking, Lubang Hitam tak begitu hitam melainkan juga memancarkan radiasi).

Itulah kehebatan TRU yang diajukan oleh Einstein yang memprediksi keberadaan lubang hitam. Namun lagi-lagi kita akan bertanya, benarkah lubang hitam ada di alam semesta ini?

Hampir separuh dari jumlah bintang dalam galaksi kita (galaksi bimasakti) terdiri atas sistem bintang ganda, maka astrofisikawan mengalihkan perhatiannya pada sistem bintang ganda ini dengan dugaan salah satu anggotanya adalah lubang hitam. Astrofisikawan merasa yakin bahwa kandidat lubang hitam itu adalah Cygnus X-1, pemancar sinar X yang berada di rasi bintang Cygnus.

Hasil pengamatan diperoleh pada bulan Maret 1971 ketika sejumlah astrofisikawan dari Cambridge University berhasil menangkap sebuah pemancar tunggal gelombang radio yang berada pada tempat pemancar sinar X diatas dan berimpit dengan sebuah bintang “HD 222868”.

Pergeseran bolak-balik garis spektrum cahaya yang diamati dari bintang HD 226868 menunjukkan bahwa bintang ini melakukan gerak edar atau memutar. Karena sistem bintang ganda saling mengorbit, maka HD 222868 ini adalah anggota sebuah sistem bintang ganda yang rekannya tidak kelihatan. Rekannya yang tak kelihatan inilah yang diduga keras sebagai lubang hitam.

Perburuan Lubang Hitam terus dilakukan oleh fisikawan eksperimental. Namun penelitian-penelitian selanjutnya pun hanya sebatas mendeteksi efek-efek yang ditimbulkan oleh Lubang Hitam tanpa mengamati secara langsung wajah atau wujud asli dari Lubang Hitam. Lalu seperti apa wajah Lubang Hitam?

Baru-baru ini, 10 April 2019 The Event Horizon Telescope Collaboration mengumumkan hasil penelitian mereka. Tim yang terdiri dari 200-an Ilmuwan itu menampilkan wajah hitam manis Lubang Hitam. Ini merupakan pertama kali kita melihatnya, sebelumnya kita tak pernah menduga bahwa kita akan bisa melihat wajah hitam manis itu.

Lubang Hitam yang teramati ini berada pada galaksi Messier 87 (M87), bukan di galaksi bimasakti. Galaksi M87 ini berjarak 55 juta tahun cahaya dari bumi dan Lubang Hitamnya bermassa 6.5 milyar kali massa matahari.

Gambar Lubang Hitam ditangkap melalui Event Horizon Telescope (EHT). Teleskop menangkap gelombang radio dan diolah sehingga diperoleh hasil visual seperti gambar dibawah ini.

Lubang Hitam tampak dikelilingi cahaya terang yang menyerupai cincin. Cincin ini merupakan jarak minimum dari Lubang Hitam dimana cahaya masih bisa lepas, artinya sudah bukan termasuk jangkauan gravitasi Lubang Hitam.

Bagi yang tertarik mempelajari lebih mendalam mengenai hasil penelitian ini, The Astrophysical  Journal Letters telah menerbitkannya dengan judul “First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole”. Hasil ini mengkonfirmasi prediksi TRU Einstein dan semakin mengokohkan teori yang sangat indah itu.