JIKA black hole mikroskopis yang terbentuk sesaat setelah Big Bang benar-benar ada, seperti yang diduga beberapa peneliti, maka setidaknya satu mungkin melintas di sistem tata surya setiap dekade. Hal itu menghasilkan distorsi gravitasi kecil yang dapat dideteksi oleh ilmuwan, menurut studi baru.
Intervensi ini menunjukkan jika astronom dapat menemukan dan mengonfirmasi adanya gangguan gravitasi seperti itu, mereka mungkin bisa memecahkan misteri tentang sifat materi gelap. Materi gelap ialah bahan tak terlihat yang diyakini banyak peneliti membentuk sekitar lima per enam dari semua materi di alam semesta.
Banyak peneliti menduga materi gelap mungkin terdiri dari partikel yang belum dikenal, tetapi hingga saat ini tidak ada eksperimen yang menemukan partikel baru yang mungkin merupakan materi gelap. Sebagai alternatif, para ilmuwan menjelajahi kemungkinan black hole primordial, yaitu black hole yang telah ada sejak awal waktu.
Baca juga : Astronom Temukan Lubang Hitam Purba Tertua, Berusia Miliaran Pahamn
Penelitian sebelumnya menunjukkan sekitar 86% materi di alam semesta terdiri dari substansi tak terlihat yang disebut materi gelap. Para ilmuwan menyimpulkan adanya materi gelap dari efek gravitasi pada materi sehari-hari dan cahaya, tetapi saat ini masih belum pasti apa yang menyusunnya.
Black hole mendapatkan namanya dari tarikan gravitasinya yang sangat kuat, sehingga cahaya pun tidak dapat melarikan diri. Kalau sebuah black hole tidak menunjukkan keberadaannya—misalnya dengan merobek sebuah bintang—ia mungkin tetap tidak terdeteksi di kegelapan ruang angkasa.
Selama beberapa dekade, para astronom telah mendeteksi banyak black hole, dari black hole dengan massa bintang yang biasanya sekitar lima hingga 10 kali massa matahari hingga black hole supermasif yang berukuran jutaan hingga miliaran massa matahari. Sebaliknya, studi baru ini memeriksa black hole primordial, yang menurut penelitian sebelumnya mungkin hanya sebesar massa asteroid biasa—yaitu sekitar 110 miliar hingga 110 juta miliar ton (100 miliar hingga 100 juta miliar metrik ton).
Baca juga : Rupanya Lubang Hitam di Pusat Bima Sakti Lebih Dekat dengan Bumi
“Black hole yang kami pertimbangkan dalam penelitian kami setidaknya 10 miliar kali lebih ringan dari matahari, dan ukurannya hanya sedikit lebih besar dari atom hidrogen,” kata Sarah Geller, salah satu penulis studi dan fisikawan teoretis di University of California, Santa Cruz, kepada Space.com.
Black hole terbentuk ketika suatu objek begitu padat sehingga runtuh akibat kekuatan gravitasinya sendiri. Penelitian sebelumnya menunjukkan tak lama setelah Big Bang, sebelum alam semesta mengembang secara signifikan, fluktuasi acak dalam kepadatan materi di kosmos yang baru lahir menyebabkan beberapa gumpalan menjadi cukup padat untuk membentuk black hole.
Penelitian sebelumnya menyarankan black hole primordial yang bertahan hingga saat ini bisa menyusun sebagian besar atau seluruh materi gelap. Berdasarkan penelitian ini, studi baru ini memeriksa seberapa sering black hole primordial bisa melintas di sistem tata surya, dan apakah mereka mungkin menghasilkan efek yang bisa dideteksi ilmuwan pada objek yang terlihat.
Baca juga : Fenomena Langka! Asteroid 2024 PT 5 Akan Mengorbit Bumi Hingga November
“Kalau ada banyak black hole di luar sana, beberapa di antaranya pasti melintas di halaman belakang kita dari waktu ke waktu,” kata Geller.
Awalnya, para peneliti “memikirkan apa yang mungkin terjadi jika sebuah black hole menembus kerak bumi, atau melewati atmosfer kita, atau meninggalkan kawah di bulan,” kata Geller. “Kami bahkan bertanya-tanya apa yang akan terjadi jika salah satu black hole kecil ini menabrak manusia.”
Tetapi, “setiap ide ini menghadapi masalah yang sama,” jelas Geller. “Seorang manusia, bulan, atau bahkan bumi adalah target yang sangat kecil di luasnya ruang angkasa, dan kemungkinan sebuah black hole mengenai mereka secara langsung sangat kecil.”
Baca juga : Penemuan Sepasang Lubang Hitam Supermasif Terdekat di Alam Semesta oleh NASA dan Hubble
Sebagai gantinya, “yang kami butuhkan adalah sistem yang cukup besar agar black hole bisa melintas secara teratur, tetapi diukur dengan cukup tepat sehingga kami bisa melihat beberapa efek,” kata Geller. “Itulah saat kami mulai memikirkan orbit objek di sistem tata surya yang diukur dengan sangat tepat.”
Secara prinsip, tarikan gravitasi black hole primordial “dapat menghasilkan goyangan pada orbit objek di sistem tata surya yang cukup besar untuk diukur.”
Para ilmuwan akhirnya fokus pada black hole primordial yang melintas dekat planet-planet bagian dalam sistem tata surya, Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Mereka menemukan jika black hole primordial ada, mereka mungkin cukup melimpah sehingga setidaknya satu melintas di dunia bagian dalam sekali setiap dekade.
Mereka menambahkan beberapa perlintasan mungkin sudah terjadi sejak teknologi yang mampu mendeteksi gangguan tersebut tersedia.
Geller memperingatkan “kami tidak membuat klaim berikut—bahwa black hole primordial benar-benar ada, bahwa mereka membentuk sebagian besar atau seluruh materi gelap; atau bahwa mereka benar-benar ada di sistem tata surya kita.”
Sebaliknya, mereka mengatakan jika black hole primordial ada dan membentuk sebagian besar materi gelap, “maka satu harus melintas di sistem tata surya bagian dalam setiap satu hingga 10 tahun.”
Para ilmuwan juga mencatat temuan mereka didasarkan pada simulasi komputer yang relatif sederhana yang tidak memiliki ketepatan yang diperlukan untuk menganalisis data nyata mengenai orbit sistem tata surya bagian dalam.
“Demi membuat pernyataan definitif, kami perlu bekerja dengan rekan-rekan yang mengkhususkan diri dalam pemodelan sistem tata surya dengan metode komputasi yang jauh lebih canggih,” kata Benjamin Lehmann, salah satu penulis studi dan fisikawan teoretis di MIT, kepada Space.com.
Dia menambahkan mereka juga perlu menentukan cara mengetahui sinyal nyata dari black hole primordial dan apa yang mungkin hanya termasuk dalam rentang kesalahan dari pengukuran apa pun.
Para ilmuwan sekarang membahas kemungkinan berkolaborasi dengan kelompok simulasi sistem tata surya di Observatorium Paris untuk menganalisis data orbit yang ada.
“Mereka adalah beberapa ahli utama dalam metode simulasi canggih yang akan diperlukan untuk mewujudkan analisis ini,” kata Lehmann. “Setelah kami mengembangkan model lengkap yang dapat digunakan untuk mencari data nyata, kami harus menyelidiki observasi tindak lanjut apa yang paling tepat untuk sinyal yang mungkin kami daftarkan.”
Pendekatan ini untuk mencari black hole primordial melalui efek gravitasi mereka “tidak sepenuhnya memadai untuk membedakan antara black hole primordial dan objek tidak biasa lainnya dengan massa serupa,” peringat Geller.
Dia mencatat jika strategi ini mendeteksi potensi black hole primordial, “kami dapat memicu observasi tindak lanjut untuk menyingkirkan kemungkinan lain. Astronom sebenarnya sangat baik dalam menemukan objek yang bahkan lebih ringan di sistem tata surya kita, seperti asteroid kecil, sedangkan observasi langsung terhadap black hole kecil dengan teleskop kemungkinan besar tidak akan menunjukkan apa-apa sama sekali.” (Space/Z-3)
