Cahaya tidak melambat - arah "ke luar" justru hilang
Gambaran yang lazim begini: untuk lepas dari Bumi, kamu membutuhkan kecepatan sekitar 11 kilometer per detik, dan semakin besar massa suatu benda, semakin besar kecepatan yang dibutuhkan. Tampaknya ambang pada lubang hitam hanya lebih tinggi daripada kecepatan cahaya - dan tidak ada yang melaju lebih cepat daripada cahaya. Jawabannya benar, tetapi alasannya tidak: cahaya tidak mempercepat diri atau kalah dalam perlombaan.
Kecepatan cahaya selalu sama. Yang berubah bukan kecepatannya, melainkan ruang-waktu itu sendiri: massa melengkungkannya, dan seberkas cahaya mengikuti lintasan paling lurus yang tersedia - seperti pesawat terbang "lurus", tetapi di peta tampak sebagai lengkungan. Di dekat Matahari, pembelokan ini sangat kecil, tetapi sudah diukur berkali-kali.
Di dekat lubang hitam, pembelokan ini mencapai batasnya. Tepat di atas horizon, berkas yang diarahkan lurus ke atas masih bisa keluar, sedangkan yang diarahkan miring akan naik, berbelok, lalu jatuh kembali. Semakin dekat ke horizon, semakin sempit kerucut jalan keluarnya; tepat di horizon, kerucut itu menutup. Di bawahnya, tidak ada satu pun arah yang membawa pergi.
Tak naik lagi
Ketinggian yang dicapai cahaya di dekat cakrawala peristiwa
Lalu, apa yang bercahaya pada gambar lubang hitam?
Pada 2019, ditampilkan gambar pertama lingkungan lubang hitam supermasif - di galaksi M87. Bukan lubang hitamnya yang bercahaya, melainkan gas panas di sekitarnya; sebagian cincin terang adalah berkas cahaya yang melengkung mengitari lubang itu dan tetap sampai kepada kita. Bintik gelap di tengah jauh lebih besar daripada horizon itu sendiri: berkas yang melintas di dekatnya juga dibelokkan ke dalam.
Ada juga zona peralihan. Cahaya yang dipancarkan hampir tepat di batasnya masih sampai kepada kita, tetapi meregang: panjang gelombangnya bertambah, foton datang semakin jarang. Dari luar, senter yang dijatuhkan ke dalam tidak akan langsung padam - ia akan memerah dan meredup hingga lenyap sepenuhnya.
Di mana gambaran umum tentang lubang hitam biasanya keliru
Yang paling sering menyesatkan adalah kata "mengisap". Dari jauh, lubang hitam menarik persis seperti benda apa pun dengan massa yang sama: jika Matahari tiba-tiba menjadi lubang hitam, orbit planet-planet tidak akan bergeser - hanya akan menjadi gelap dan dingin. Keanehannya baru muncul sangat dekat dengan horizon.
- Periksa kata "kecepatan": di horizon, cahaya melaju sama cepatnya seperti di sini.
- Periksa kata "dinding": horizon adalah batas, bukan permukaan, jadi tidak ada yang bisa disentuh di sana.
- Periksa kata "bercahaya": pada gambar, gas di sekitarnya yang bercahaya, tidak ada apa pun dari balik horizon.
- Periksa kata "mengisap": dari jauh, lubang hitam menarik seperti bintang dengan massa yang sama.
Mengapa cahaya tak bisa keluar dari balik horizon peristiwa?
Apa yang tampak sebagai cincin terang pada gambar lubang hitam?
Sumber
- Mekanismenya dijelaskan oleh teori relativitas umum: solusi Schwarzschild (1916) dan konsep horizon peristiwa. Gambar pertama lingkungan lubang hitam di galaksi M87 dibuat oleh kolaborasi Event Horizon Telescope pada 2019
Selanjutnya di seri “Lubang Hitam”
2 artikel lengkap di situs, 3 lagi di aplikasi
