Studi terbaru mengungkap kemungkinan mengejutkan: lubang hitam purba tidak sepenuhnya lenyap oleh radiasi Hawking, tetapi justru “tumbuh” dengan memakan energi alam semesta muda.
Beberapa saat setelah Dentuman Besar (Big Bang), alam semesta masih berupa “sup kosmik” yang sangat panas dan padat. Dalam kondisi ekstrem itulah diduga lahir objek-objek misterius yang disebut primordial black holes atau lubang hitam purba — lubang hitam pertama yang terbentuk bukan dari bintang mati, melainkan dari gumpalan materi superpadat di awal sejarah kosmos.
Selama puluhan tahun, para ilmuwan meyakini bahwa lubang hitam purba, terutama yang berukuran kecil, pada akhirnya akan menguap melalui proses kuantum yang dikenal sebagai radiasi Hawking. Nasib mereka tampak sudah pasti: menyusut perlahan dan lenyap.
**Skenario Baru: Dari Korban Menjadi Predator**
Namun penelitian baru yang dipublikasikan pada Januari di basis data pracetak arXiv menghadirkan kemungkinan berbeda. Studi tersebut menyebut bahwa lubang hitam purba “tidak selalu menyusut — terkadang mereka justru bisa tumbuh, menjadi pemangsa kosmik yang menyerap radiasi alam semesta awal.”
Jika benar, temuan ini bukan sekadar revisi kecil dalam teori kosmologi. Ia berpotensi mengubah cara kita memahami masa-masa awal alam semesta — sekaligus membuka kembali perdebatan besar tentang misteri materi gelap.
**Karakteristik Unik Lubang Hitam Generasi Pertama**
Berbeda dari lubang hitam biasa yang terbentuk dari runtuhnya bintang masif, lubang hitam purba diyakini muncul dalam detik-detik pertama setelah Big Bang. Pada masa itu, kepadatan materi di alam semesta sangat ekstrem sehingga sebagian wilayah bisa runtuh membentuk lubang hitam.
Ukurannya pun bervariasi: dari yang mikroskopis hingga yang massanya melebihi Matahari.
Menurut teori relativitas umum, lubang hitam — khususnya yang kecil — perlahan kehilangan massa akibat radiasi Hawking. Proses ini terjadi karena efek kuantum di dekat horizon peristiwa, membuat lubang hitam memancarkan energi dan akhirnya “menguap”.
**Faktor yang Terlewatkan: Lingkungan Alam Semesta Awal**
Selama ini, gambaran tersebut dianggap sebagai akhir cerita. Namun ada satu detail penting yang mungkin terlewat. Alam semesta awal bukanlah ruang hampa yang sunyi. Ia adalah lautan radiasi panas dan padat, dipenuhi foton yang bergerak ke segala arah.
Dalam kondisi seperti itu, lubang hitam purba tidak hanya memancarkan radiasi — mereka juga berpotensi menyerap radiasi termal di sekitarnya.
Penelitian terbaru menambahkan faktor krusial ini: penyerapan langsung radiasi panas oleh lubang hitam purba. Jika efisiensi runtuhnya (collapse efficiency) melewati ambang tertentu, lubang hitam tersebut tidak lagi sekadar menguap. Mereka mulai “memberi makan diri sendiri”.
Studi itu menyebut mereka sebagai “pemangsa kosmik yang diam dan lapar.”
**Perubahan Dramatis dalam Evolusi Massa**
Kemampuan untuk menyerap radiasi mengubah seluruh skenario evolusi lubang hitam purba. Alih-alih menyusut dan hilang, sebagian di antaranya bisa bertambah massa dan bertahan jauh lebih lama dari yang diperkirakan sebelumnya.
Artinya, lubang hitam purba mungkin masih ada hingga hari ini — tersembunyi di alam semesta modern.
Penelitian ini menunjukkan bahwa rentang massa awal lubang hitam purba yang bisa bertahan hingga sekarang ternyata jauh lebih luas, tergantung pada parameter yang disebut absorption efficiency parameter — ukuran seberapa cepat dan efisien lubang hitam menyerap materi atau radiasi di sekitarnya.
**Contoh Perhitungan Parameter Efisiensi**
Sebagai contoh:
– Jika parameter efisiensinya 0,3, maka rentang massa lubang hitam purba yang memungkinkan untuk tetap ada dan berperan sebagai materi gelap melebar dari 10 pangkat 16 gram hingga 10 pangkat 21 gram
– Jika parameternya 0,39, maka rentangnya menjadi 5 × 10 pangkat 14 gram hingga 5 × 10 pangkat 19 gram
Sebelumnya, para ilmuwan beranggapan bahwa lubang hitam purba dengan massa sebesar itu tidak mungkin tetap ada dan sekaligus menjadi kandidat materi gelap. Temuan baru ini membalik asumsi tersebut.
**Pintu Terbuka untuk Solusi Materi Gelap**
Materi gelap adalah komponen tak terlihat yang diyakini menyusun sekitar 27% isi alam semesta. Kita tidak dapat melihatnya secara langsung, tetapi pengaruh gravitasinya sangat nyata — ia bertindak sebagai “kerangka tak kasatmata” yang menjaga galaksi tetap menyatu.
Sejak lama, ilmuwan mencari tahu apa sebenarnya materi gelap. Banyak kandidat diajukan, mulai dari partikel eksotis hingga teori baru fisika. Lubang hitam purba adalah salah satu kandidat lama yang sempat tersisih karena dianggap tidak mungkin bertahan dalam jumlah dan massa yang cukup besar.
Namun jika mereka memang bisa tumbuh dengan menyerap radiasi di alam semesta awal, maka peluang mereka untuk menjadi penyusun materi gelap kembali terbuka.
Penelitian ini “memaksa evaluasi ulang mendasar tentang bagaimana objek-objek ini berevolusi dan potensinya dalam menjelaskan misteri materi gelap.”
**Revolusi Pemahaman Kosmologi**
Studi ini bukan sekadar penyesuaian kecil dalam model kosmologi. Ia membuka kemungkinan bahwa kita salah memahami siklus hidup lubang hitam purba selama ini.
“Kita mengira sudah mengetahui siklus hidup objek-objek ini,” tulis para peneliti, “tetapi ternyata alam semesta memiliki rencana lain.”
Jika penelitian lanjutan mendukung temuan ini, maka lubang hitam purba bukan sekadar fosil kosmik dari masa awal Big Bang. Mereka bisa jadi masih hidup di sekitar kita — tak terlihat, diam, dan mungkin menjadi bagian penting dari struktur alam semesta yang menopang galaksi-galaksi hingga hari ini.
Dan seperti banyak kisah dalam sains, semakin kita memahami alam semesta, semakin jelas bahwa ia jauh lebih kompleks — dan lebih mengejutkan — darip
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait: