Mungkin tahun 2020 ini adalah tahun yang tepat bagi para ilmuwan. Karena hadiah Nobel dianugerahkan kepada mereka yang bekerja dibidang fisika demi pengakuan penelitian terkait blackhole.
Hadiah tersebut dianugerahkan kepada Roger Penrose dari Universitas Oxford, Reinhard Genzel dari Institut Max Planck dan Andrea Ghez dari Universitas California, Los Angeles. Para pemenang ini mendapatkan hadiah uang sebesar 10 juta Euro dan berbagi hasil.
Ketua panitia hadiah Nobel, David Haviland, mengatakan penghargaan pada tahun ini “mari kita merayakan salah satu penemuan benda paling eksotis di Alam Semesta.”
Para ilmuwan dengan penyandang status sebagai 2 astronom dan seorang fisikawan matematika, menunjukkan teori mereka masing-masing:
- Ilmuwan fisikawan matematika, Roger Penrose menunjukkan bahwa teori relativitas umum mengarah pada pembentukan blackhole. Albert Einstein berhasil menentukan teori blackhole, dimana suatu lubang besar yang menganga memiliki tarikan gravitasi yang begitu kuat melebihi kecepatan cahaya.
- Astronom, Reinhard Genzel dari Institut Max Planck untuk Fisika Luar Angkasa menunjukkan penemuan bahwa pembentukan lubang hitam adalah prediksi kuat dari teori relativitas umum.
- Dan Andrea Ghez dari Universitas California, Los Angeles, atas penemuan benda padat di pusat galaksi Bima Sakti yang mengatur orbit bintang, yang warnanya hitam lubang adalah satu-satunya penjelasan yang diketahui.
Blackhole adalah bagian dari ruang waktu yang merupakan gravitasi paling kuat, bahkan cahaya tidak bisa kabur. Keberadaan mereka pertama kali dikemukakan tidak lama setelah Albert Einstein meluncurkan teori relativitas umumnya pada tahun 1915. Teori tersebut mendalilkan bahwa gaya gravitasi sebenarnya adalah lengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh benda-benda masif seperti bintang dan planet. Teori tersebut menyatakan bahwa mungkin ada objek yang begitu masif sehingga akan menyebabkan ruang-waktu runtuh, menjebak dengan segala sesuatu yang mendekatinya.
Tetapi selama bertahun-tahun setelah prediksi itu, para peneliti tetap tidak yakin apakah lubang hitam (blackhole) dapat terbentuk di alam semesta nyata, di mana kondisinya seringkali jauh lebih rumit daripada teori Einstein. Roger Penrose lah yang menemukan deskripsi matematis lebih kompleks tentang pembentukan lubang hitam yang cocok dengan alam. Diterbitkan pada tahun 1965, karyanya “masih dianggap sebagai kontribusi paling penting bagi teori relativitas umum sejak Einstein,” menurut komite Hadiah Nobel, yang memberinya setengah dari hadiah untuk karyanya.
Genzel dan Ghez memenangkan separuh lainnya untuk pengamatan cermat lubang hitam supermasif di pusat galaksi tata surya kita. Dikenal sebagai Sagitarius A*, ini lebih dari 4 juta kali massa Matahari kita. Sagitarius A* terselubung di balik awan gas di inti Bima Sakti, tetapi tidak terpengaruh pada lapisan lainnya. Genzel dan Ghez menggunakan teleskop inframerah untuk melihat melalui gas. Mereka dengan susah payah mengembangkan teknologi untuk menghilangkan distorsi yang disebabkan oleh gas dan atmosfer bumi sendiri untuk melacak objek yang mengorbit sangat dekat dengan blackhole.
Apa yang mereka temukan adalah bentuk dari terkait kumpulan bintang yang berada dalam bahaya besar. Bintang-bintang berjatuhan secara kacau di sekitar pusat Bima Sakti dalam hitungan tahun (sebagai perbandingan, Matahari – Bumi membutuhkan sekitar 230 juta tahun untuk mengelilingi galaksi). Beberapa benda yang melesat hanya dalam beberapa jam cahaya dari cakrawala peristiwa blackhole dan titik tanpa jalan kembali. Itu adalah bukti paling jelas bahwa Sagitarius A* memang lubang hitam dengan ukuran dan kekuatan yang luar biasa. “Tidak ada penjelasan lain selain lubang hitam supermasif,” kata Ulf Danielsson, fisikawan teoritis di Universitas Uppsala dan anggota Komite Nobel.
Dihubungi melalui telepon, pemenang hadiah Andrea Ghez mengatakan bahwa lubang hitam seperti Sagitarius A* tetap misterius. Teori fisika modern masih belum dapat menjelaskan apa yang terjadi ketika sesuatu berada di luar titik tanpa harapan. “Itu bagian dari intrik, kami masih belum tahu. Hal ini mendorong pemahaman kita tentang dunia fisik,” kata Ghez.Studi mereka diaktifkan oleh detektor inframerah. Panjang gelombang sekitar 2 mikrometer terbukti menjadi sweet spot: Foton inframerah tersebut dapat menembus kabut dan tidak terlalu terganggu oleh turbulensi di atmosfer bumi. Panjang gelombang inframerah juga cukup kecil untuk menentukan lokasi bintang dengan relatif tepat.
Pada 1990-an, kelompok Genzel dan Ghez terikat pada satu bintang, yang dikenal sebagai S2 atau S0-2 oleh kedua tim, yang merupakan bintang terdekat ke pusat galaksi yang belum terdeteksi. “Andrea dan Reinhard telah menjalani kompetisi legendaris selama bertahun-tahun yang membuat bidang ini terus berkembang,” kata astrofisikawan Heino Falcke dari Radboud University. Untuk mendapatkan penentuan posisi yang akurat pada S2, tim membutuhkan teleskop terbesar yang tersedia untuk empat teleskop Very Large Eropa berukuran 8 meter dalam kasus Genzel, dan teleskop kembar Keck 10 meter untuk Ghez.
Pada tahun 2002, orbit elips S2 tampaknya mencapai titik terdekatnya dengan Sagitarius A*. Itu datang dalam jarak 20 miliar kilometer atau 17 jam cahaya, dan bergerak dengan kecepatan 5000 kilometer per detik, 3% dari kecepatan cahaya. Tim kemudian memiliki cukup orbit untuk menarik kesimpulan tentang objek tak terlihat. Mereka menghitung pasti beratnya setara dengan 4 juta Matahari dan menjadi objek terkoneksi diantara bintang lain, Itu yang akan menjadikannya sebagai pusat blackhole. “Mereka membuktikan melalui pengamatan apa yang telah diprediksi Penrose dengan teori, bahwa lubang hitam benar-benar ada,” kata Gerry Gilmore dari University of Cambridge.
Ghez adalah wanita keempat yang pernah memenangkan Hadiah Nobel di bidang Fisika, dan yang kedua dalam 3 tahun terakhir. “Itu sangat berarti bagi saya,” kata de Mink. Dalam beberapa tahun terakhir, hadiah Nobel sains dikritik karena kurangnya keberagaman.
Pada usia 55 tahun, Ghez juga merupakan pemenang yang relatif muda. Penrose, 89, termasuk yang tertua. Tapi Penrose mengatakan dia tidak menyesal menunggu begitu lama untuk mendapatkan hadiah itu. “Saya mengenal beberapa orang yang mendapat Nobel terlalu dini, dan itu merusak sains mereka,” katanya. “Saya pikir saya sudah cukup tua.”
