Lubang hitam merupakan salah satu objek yang paling mengganggu di alam semesta, karena gravitasinya yang sangat kuat sehingga cahaya pun tidak dapat lolos darinya, sehingga sulit untuk dipelajari.
Kini, tim peneliti telah membawa kekesalan itu ke tingkat berikutnya, dengan menunjukkan bahwa lubang hitam superkecil dari alam semesta awal mungkin bertanggung jawab atas materi gelap, persentase besar konten alam semesta yang tidak dapat dilihat para ilmuwan.
Materi gelap adalah istilah umum untuk sekitar 27% massa alam semesta yang tidak terlihat oleh instrumen apa pun yang telah dibuat manusia. Sebaliknya, keberadaan materi gelap disimpulkan melalui efek gravitasinya pada objek lain—misalnya dalam gugus galaksi. Ada banyak kandidat untuk materi gelap, termasuk foton gelap, aksiom, dan Partikel Masif yang Berinteraksi Lemah (atau WIMP). Namun, kandidat lama lainnya adalah lubang hitam primordial, atau lubang hitam yang sangat kecil dari alam semesta awal, yang melesat melalui ruang angkasa dan sulit dilihat karena tidak ada yang signifikan mengorbitnya.
Penelitian tim, diterbitkan awal bulan ini di Ulasan Fisik Dmenyatakan bahwa kelimpahan lubang hitam purba “akan cukup besar untuk setidaknya satu objek melintasi tata surya bagian dalam per dekade.” Dengan demikian, tim menyimpulkan, peristiwa terbang lintas ini akan dapat dideteksi sebagai gelombang gravitasi.
Temuan tim ini tepat waktunya; awal bulan ini, tim lain menyatakan bahwa tanda-tanda materi gelap mungkin tersembunyi dalam data gelombang gravitasi yang dikumpulkan oleh Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, atau LIGO.
Gagasan bahwa lubang hitam tertentu adalah “primordial” mengacu pada gagasan bahwa lubang hitam tersebut lahir pada saat-saat paling awal alam semesta, karena fluktuasi acak menyebabkan gumpalan materi runtuh pada dirinya sendiri, membentuk entitas yang relatif kecil dan tidak bercahaya. Lubang hitam yang dapat kita amati berkisar dari massa bintang (kira-kira seukuran Matahari kita dan bintang-bintang serupa) hingga miliaran kali lipat ukurannya. Jadi lubang hitam seukuran asteroid sangat kecil dalam skala relatif, namun bisa lebih kecil—bahkan seukuran atom.
kapan lubang hitam purba mungkin terbentuk, dan instrumen yang dapat mendeteksi lubang hitam. Grafik: ESA
Sarah Geller, seorang fisikawan teoretis di University of California di Santa Cruz dan salah satu penulis makalah tersebut, mengatakan kepada LiveScience bahwa “kami tidak membuat klaim berikut ini — bahwa lubang hitam purba benar-benar ada, bahwa mereka membentuk sebagian besar atau seluruh materi gelap; atau bahwa mereka benar-benar ada di tata surya kita.” Sebaliknya, tim tersebut mengatakan jika semua yang disebutkan di atas benar, itu berarti bahwa satu objek seperti itu akan melakukan perjalanan melalui tata surya bagian dalam setiap satu hingga 10 tahun.
Dengan deteksi gelombang gravitasi baru yang dilakukan secara berkala—dan LISA, observatorium gelombang gravitasi generasi berikutnya di luar angkasa yang saat ini sedang dibangun—kita berada pada masa yang menarik bagi lubang hitam primordial.
