Materi Gelap dan Awal Pembentukan Lubang Hitam Supermasif di Alam Semesta

Ada banyak hal menakjubkan di alam semesta kita dan lubang hitam adalah salah satu yang paling tidak diketahui. Kita tidak tahu pasti apa yang terjadi di dalam lubang hitam dan bahkan pembentukan lubang hitam supermasif di alam semesta awal masih dipelajari. Sekelompok fisikawan di Brookhaven National Laboratory telah menjawab pertanyaan ini dan telah menemukan solusi yang mungkin untuk misteri tersebut. Sifat materi gelap dapat diselesaikan dengan teori mereka juga.

IMAGESGambar: www.dictio.id

“Pertanyaan yang belum terjawab tentang sifat Materi Gelap, dan bagaimana Lubang Hitam supermasif purba dapat tumbuh begitu cepat dalam waktu sesingkat itu adalah dua pertanyaan terbuka yang mendesak dalam fisika dan astrofisika. Menemukan penjelasan umum untuk pengamatan ini sangat diinginkan dan dapat memberi kita wawasan tentang cara kerja batin Semesta.”

– Julia Gehrlein, Fisikawan di Brookhaven National Laboratory

Pengamatan telah menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif mungkin telah terbentuk di alam semesta awal. Menurut pemahaman kita saat ini tentang bagaimana lubang hitam terbentuk, tidak akan ada cukup waktu untuk itu terjadi. Baik pertambahan (ketika materi jatuh ke dalam lubang hitam) maupun tabrakan galaksi tidak dapat menjelaskan lubang hitam supermasif purba.

Fisikawan teoretis Hooman Davoudiasl, Peter Denton, dan Julia Gehrlein mengembangkan model yang menggambarkan satu solusi yang mungkin dengan menggunakan gagasan materi gelap sebagai ultralight, dengan massa yang 28 kali lipat lebih ringan daripada proton tetapi mungkin mencakup tahun cahaya per partikel. “Dalam kasus kami, kami memperhatikan bahwa [galaksi kerdil ultrasamar] menunjukkan beberapa petunjuk awal bahwa materi gelap mungkin ultralight” kata Peter Denton. Ada beberapa bukti bahwa distribusi materi gelap dari galaksi-galaksi ini tidak tajam ke arah pusat, seperti yang diharapkan. Materi gelap ultralight akan menjadi penjelasan untuk ini. “Jika luasnya distribusi materi gelap sebanding di semua galaksi, maka itu bisa menunjukkan bahwa materi gelap memiliki ukuran karakteristik dan ultralight.”

IMAGESGambar: sriwijayatv.com

Jika materi gelap adalah ultralight, maka itu bisa menjadi kunci untuk menjelaskan pembentukan lubang hitam supermasif purba. Kondisi yang dibutuhkan materi untuk runtuh dan membentuk lubang hitam berukuran supermasif tepat "beberapa hari setelah Big Bang ketika Alam Semesta memiliki suhu yang mendekati suhu inti Matahari," menurut Hooman Davoudiasl. Ini akan menjadi 15 juta Kelvin, atau 27 juta derajat Fahrenheit . Temperatur ini akan diperlukan untuk jenis materi khusus ini ada. Begitu suhu Alam Semesta mencapai tingkat yang tepat, tekanan bisa turun ke tingkat yang sangat rendah, memungkinkan materi runtuh karena gravitasi. Ini tidak akan terjadi dengan partikel yang diketahui, demikianlah gagasan tentang materi gelap ultralight.

Runtuhnya materi ini akan menyebabkan gelombang gravitasi . “Gelombang itu memiliki bentuk yang khas, jadi kami membuat prediksi untuk sinyal itu dan rentang frekuensi yang diharapkan,” kata Peter Denton. Ketika array waktu pulsar generasi berikutnya yang lebih sensitif online, mereka mungkin dapat mendeteksi gelombang tersebut dan memberikan validasi untuk teori bahwa materi gelap adalah atau mungkin ultralight. Para ilmuwan kemudian dapat mengumpulkan lebih banyak potongan teka-teki untuk mendapatkan pemahaman yang lebih jelas tentang materi gelap, lubang hitam, dan alam semesta kita yang menakjubkan.