Memahami Objek Alam Semesta – Lohong Hitam

Pengenalan

Lohong Hitam adalah suatu kawasan yang mempunyai daya tarikan graviti yang sangat kuat sehingga tiada apa pun yang memasukinya dapat keluar daripadanya termasuk juga cahaya. oleh itu, lohong hitam tersebut kelihatan gelap.

Lohong Hitam wujud akibat keruntuhan graviti penuh pada objek-objek cakerawala seperti bintang. Apabila graviti suatu jasad sfera runtuh, semua bahan yang membentuk jasad itu runtuh ke tengahnya sehingga menghasilkan satu kawasan yang daya tarikan gravitinya sangat kuat. Apa pun yang mendekati lohong hitam pada suatu jarak tertentu, R akan ditarik masuk ke dalamnya. Saiz kawasan lingkungan jejari R dinamai lohong hitam dan ini bergantung pada jisim bahan tersebut berdasarkan rumus berikut;

R=2GM/C^2

dengan G ialah pemalar graviti universal, M ialah jisim jasad sfera tersebut dan C adalah halaju cahaya.

Pembentukan Lohong Hitam

Lohong hitam dijangka terbentuk daripada bintang yang sangat tua. Bagi bintang bersaiz kecil (secara relatif) seperti matahari, daya penolakan yang disebabkan oleh elektron atau neutron apabila didekatkan bersama adalah cukup untuk menghentikan pengucupan graviti bintang dari peringkat pengecilan graviti bintang neutron.

Walaubagaimanapun, suatu bintang dengan jisim yang lebih daripada dua jisim solar, tidak akan dapat menyokong dirinya sendiri apabila bintang tersebut habis menggunakan bahan termonuklearnya. Hal ini seterusnya akan menyebabkan keruntuhan graviti yang membawa kepada pembentukan lohong hitam.

Pada tahap awal pembentukan alam semesta, iaitu apabila ketumpatan bahan-bahan adalah sangat tinggi, kawasan yang berketumpatan tinggi ini mungkin akan mengalamai keruntuhan graviti untuk membentuk lohong hitam.

Pengesanan Lohong Hitam

Lohong Hitam sukar untuk diperhatikan kerana ianya sangat gelap. Oleh yang demikian, Lohong Hitam hanya dapat diperhatikan apabila ada daya tindakan gravitinya ke atas suatu objek yang berada berdekatan dengan lohong hitam tersebut. Contohnya apabila Lohong Hitam yang terbentuk daripada keruntuhan graviti suatu bintang yang berada berdekatan dengan suatu bintang biasa yang tidak mengalami keruntuhan graviti, maka berlakulah pengaliran jisim daripada bintang biasa ke dalam Lohong Hitam. Jika sinar-X dihasilkan daripada fenomena tersebut maka ia akan dapat dikesan. Ini membuktikan kewujudan lohong hitam di kawasan tersebut. Contohnya ialah sumber pengesan sinar-X Cygnus X1 dan LMC X3.

Apabila suatu lohong hitam yang bersaiz besar berada di tengah atau berdekatan dengan suatu galaksi, tarikan graviti bertambah menyebabkan peningkatan dalam ketumpatan dan halaju bintang yang berdekatan dengan lohong hitam tersebut. Peningkatan dalam halaju bintang ini dapat dikesan oleh saintis astrofizik dan ini juga dapat membuktikan kewujudan suatu lohong hitam seperti yang terdapat di galaksi M87.

Ciri-ciri Lohong Hitam

Teori Kerelatifan Am telah dapat menunjukkan bahawa lohong hitam juga mempunyai ciri-ciri yang unik. antara ciri-ciri tersebut ialah Lohong Hitam yang telah wujud di suatu tempat untuk suatu jangka masa yang lama boleh dikategorikan kepada tiga kategori iaitu jisim, momentum dan cas elektrik.

Pada tahun 1974, Stephen Hawking telah menemui suatu ciri penting lohong hitam. Analisi teori Stephen Hawking menunjukkan bahawa hasil daripada kesan mekanik kuantum, maka wujudlah objek-objek yang terbentuk secara spontan di luar Lohong Hitam. Ia dikenali sebagai Hawking Radiation. Kebanyakan objek yang terbentuk ini diserap ke dalam Lohong Hitam tetapi sesetengahnya dapat keluar dari dalam Lohong Hitam. Oleh itu, sekiranya seseorang pemerhati yang berada pada jarak yang amat jauh, ia akan dapat melihat fluks objek-objek yang terpancut keluar dari lohong tersebut.

Lohong Hitam yang mempunyai jisim yang hampir sama dengan jisim matahari mempunyai suhu 6.0 x 10^8 darjah Kelvin. Suhu ini berkadar sonsang dengan jisimnya. Maka dapat disimpulkan bahawa suhu akan menyusut untuk Lohong Hitam yang berjisim besar. Walaubagaimanapun, kesan ini adalah terlalu kecil untuk diperhatikan melainkan terdapat banyak lohong hitam yang mempunyai jisim yang kecil telah dibentuk di peringkat awal pembentukan alam semesta. Ini menunjukkan pelbagai kesan negatif kerana ia menunkjukkan bahawa, Lohong Hitam boleh mengeluarkan tenaga.

SUMBER – Ensiklopedia Sains & Teknologi (FIZIK), Jilid 4 m/s 308 terbitan Dewan Bahasa dan Pustaka (DBP)