Ilmu pengetahuan kembali mencatat momen penting. Para peneliti baru saja mendapatkan pemahaman terbaik tentang peristiwa penggabungan dahsyat dua lubang hitam. Kejadian kosmik ini, yang memicu riak dalam struktur ruang-waktu yang dikenal sebagai gelombang gravitasi, memberikan dukungan kuat terhadap hipotesis yang dicetuskan oleh fisikawan terkemuka, Albert Einstein dan Stephen Hawking.
Tabrakan spektakuler ini terjadi pada jarak 1,3 miliar tahun cahaya dari Bumi, di sebuah galaksi yang terletak di luar galaksi Bima Sakti kita. Peristiwa ini melibatkan dua lubang hitam dengan ukuran yang luar biasa. Yang pertama memiliki massa sekitar 34 kali massa matahari, sementara yang kedua sekitar 32 kali massa matahari. Keduanya menyatu dalam sepersekian detik, setelah sebelumnya mengorbit satu sama lain dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya. Hasilnya adalah sebuah lubang hitam tunggal dengan massa sekitar 63 kali massa matahari, yang berputar dengan kecepatan sekitar 100 putaran per detik.
Penggabungan dahsyat ini melepaskan energi yang luar biasa besar dalam bentuk gelombang gravitasi. Jumlah energi yang terpancar setara dengan energi yang dihasilkan dari penghancuran tiga bintang seukuran matahari. Gelombang gravitasi ini terdeteksi pada 14 Januari di dua lokasi penelitian di Amerika Serikat, yang merupakan bagian dari jaringan Observatorium Gelombang Gravitasi Laser Interferometer (LIGO).
Observasi terbaru ini terjadi sekitar satu dekade setelah deteksi pertama gelombang gravitasi, yang dihasilkan oleh peristiwa penggabungan serupa. Kemajuan teknologi yang signifikan sejak tahun 2015 memungkinkan para ilmuwan untuk mengamati penggabungan ini dengan resolusi empat kali lebih baik dari sebelumnya.
Gelombang gravitasi merambat dari sumbernya seperti riak di permukaan air. Dalam konteks ini, "air" adalah ruang-waktu itu sendiri, yaitu struktur empat dimensi yang menggabungkan tiga dimensi ruang (tinggi, lebar, dan panjang) dengan dimensi waktu.
Analisis terhadap frekuensi gelombang gravitasi yang terdeteksi memungkinkan para peneliti untuk memahami karakteristik fundamental lubang hitam, baik sebelum maupun sesudah penggabungan. Meskipun frekuensi ini bukan merupakan gelombang suara, para peneliti mengibaratkannya dengan suara yang dihasilkan oleh bel. Informasi yang diperoleh dari frekuensi gelombang gravitasi ini memberikan validasi terhadap prinsip dasar pemahaman ilmiah tentang lubang hitam yang dikemukakan oleh Stephen Hawking.
Hawking berhipotesis bahwa total luas permukaan lubang hitam, khususnya luas permukaan horizon peristiwa (batas yang tidak dapat ditembus oleh apa pun), tidak akan pernah berkurang. Hipotesisnya menyatakan bahwa luas permukaan lubang hitam tunggal yang dihasilkan dari penggabungan harus lebih besar daripada jumlah luas permukaan kedua lubang hitam yang bergabung sebelumnya.
Penggabungan yang baru saja diamati ini sesuai dengan ekspektasi tersebut. Sebelum bertabrakan, kedua lubang hitam memiliki total luas permukaan sekitar 240.000 kilometer persegi. Setelah penggabungan, lubang hitam tunggal yang terbentuk memiliki luas permukaan sekitar 400.000 kilometer persegi.
Observasi ini juga memberikan bukti paling langsung hingga saat ini bahwa lubang hitam adalah objek yang sederhana. Sederhana dalam artian dapat dipahami sepenuhnya hanya berdasarkan massa dan putarannya. Ide ini seperti yang diramalkan dalam teori relativitas umum Einstein, yang menyatakan bahwa gravitasi timbul dari kelengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh massa dan energi.
Pengukuran gelombang gravitasi diperoleh dalam waktu yang sangat singkat. Lubang hitam diamati berputar ke dalam satu sama lain selama sekitar 200 milidetik, dan sinyal dari lubang hitam yang bergabung diukur selama sekitar 10 milidetik.
