Lubang hitam supermasif bisa jadi merupakan mesin yang mendorong perluasan alam semesta, demikian menurut penelitian yang mengajukan solusi untuk "salah satu masalah terbesar dalam kosmologi";
Dengan membandingkan lubang hitam supermasif selama sembilan miliar tahun sejarah kosmik, para astronom menemukan petunjuk bahwa raksasa rakus yang mengintai di jantung sebagian besar galaksi besar bisa jadi merupakan sumber energi gelap; kekuatan misterius yang membentuk 68% alam semesta yang kita kenal (opens in new window) dan menyebabkan ekspansi yang semakin cepat. Para peneliti mempublikasikan temuan mereka pada 2 Februari dan 15 Februari dalam dua makalah di The Astrophysical Journal (terbuka di tab baru) dan The Astrophysical Journal Letters (terbuka di tab baru).
"Jika teori ini benar, maka hal ini akan merevolusi seluruh kosmologi, karena pada akhirnya kita memiliki solusi untuk asal usul energi gelap yang telah membingungkan para ahli kosmologi dan fisikawan teoretis selama lebih dari 20 tahun," ujar salah satu penulis, Chris Pearson (terbuka di tab baru), seorang astrofisikawan di Rutherford Appleton Laboratory (RAL), Inggris, dalam sebuah pernyataan (terbuka di tab baru).
Energi gelap terungkap
Selama satu abad terakhir, para astronom menemukan bahwa alam semesta memuai dengan laju yang semakin cepat. Hal ini mengejutkan karena gravitasi yang bekerja dengan sendirinya seharusnya meremas alam semesta secara perlahan-lahan dalam peristiwa yang dikenal sebagai Big Crunch. Untuk menjelaskan perbedaan ini, para ilmuwan mengusulkan bahwa sesuatu yang cukup kuat untuk melawan gravitasi pasti ada, dan mendorong segala sesuatu di alam semesta semakin menjauh. Mereka menamai sesuatu itu energi gelap.
Namun, agar energi gelap dapat membalikkan keruntuhan kosmik, energi gelap harus ada dalam jumlah yang sangat besar sehingga membentuk sebagian besar alam semesta. Namun, sampai saat ini, energi gelap belum bisa dilihat.
Kini, studi baru ini tampaknya telah menemukan petunjuk bagaimana fenomena tersembunyi itu bekerja. Kedua tim membandingkan massa lubang hitam di pusat dua kelompok galaksi. Satu kelompok masih muda dan jauh, dengan cahaya yang tiba di hadapan kita dari sembilan milyar tahun di masa lalu, sedangkan kelompok yang lebih dekat dan lebih tua hanya berjarak beberapa juta tahun cahaya. Para astronom menemukan bahwa di seluruh alam semesta, lubang hitam raksasa telah menggelembung menjadi tujuh sampai 20 kali lebih besar dari ukuran semula; pertumbuhan yang sangat besar yang tidak dapat dijelaskan hanya dengan lubang hitam yang melahap bintang-bintang atau bertabrakan dan bergabung satu sama lain.
Sebaliknya, para peneliti mengusulkan bahwa lubang hitam tumbuh seirama dengan alam semesta — mengatasi kekuatan penghancur bintang dan penangkap cahaya di intinya dengan jenis energi gelap hipotetis yang disebut energi vakum yang membuatnya terus mengembang ke arah luar. Dan, entah bagaimana, mereka menyeret seluruh struktur alam semesta.
"Ini adalah hasil yang sangat mengejutkan. Kami mulai melihat bagaimana lubang hitam tumbuh dari waktu ke waktu, dan mungkin telah menemukan jawaban untuk salah satu masalah terbesar dalam kosmologi," kata salah satu penulis, Dave Clements (terbuka di tab baru), seorang astrofisikawan di Imperial College London, dalam sebuah pernyataan.
Jika energi gelap ekspansif memang bersembunyi di dalam inti lubang hitam, maka hal ini akan memecahkan dua teka-teki lama yang dihadapi oleh teori relativitas umum Einstein, yang menjelaskan bagaimana gravitasi mempengaruhi alam semesta dalam skala besar. Pertama, teori ini akan menjelaskan bagaimana alam semesta tidak runtuh karena gaya tarik gravitasi yang besar dan ada di mana-mana, dan kedua, teori ini akan meniadakan kebutuhan akan singularitas (titik sangat kecil di mana hukum-hukum fisika tidak berlaku lagi) untuk menjelaskan cara kerja inti lubang hitam.
"Kami benar-benar mengatakan dua hal sekaligus: bahwa ada bukti bahwa solusi lubang hitam pada umumnya tidak cocok untuk Anda dalam skala waktu yang sangat lama, dan kami memiliki sumber astrofisika pertama yang diusulkan untuk energi gelap," kata penulis pertama Duncan Farrah (terbuka di tab baru), seorang astronom dari University of Hawaii, dalam sebuah pernyataan. "Artinya, bukan berarti orang lain tidak mengusulkan sumber energi gelap, tetapi ini adalah makalah observasi pertama di mana kami tidak menambahkan sesuatu yang baru ke alam semesta sebagai sumber energi gelap: lubang hitam dalam teori gravitasi Einstein adalah energi gelap.
Untuk mengkonfirmasi teori mereka, para astrofisikawan harus memastikan tidak ada hal lain yang berkontribusi pada pertumbuhan misterius lubang hitam dengan melakukan pengamatan yang lebih detil lagi terhadap massa lubang hitam sepanjang waktu, dan juga melacak secara seksama pertambahan massa lubang hitam seiring dengan perluasan alam semesta.
