Lubang hitam paling awal yang terbentuk pada saat-saat kacau setelah Big Bang mungkin tidak hilang seperti yang diperkirakan sebelumnya. Sebuah studi baru-baru ini menantang asumsi lama bahwa lubang hitam primordial – lubang hitam pertama di alam semesta – menyusut dan menguap melalui radiasi Hawking. Sebaliknya, penelitian menunjukkan bahwa beberapa objek kuno ini mungkin tumbuh dengan menyerap radiasi dari alam semesta awal, sehingga berpotensi bertahan hingga hari ini sebagai komponen materi gelap.
Model Standar vs. Temuan Baru
Selama beberapa dekade, konsensus ilmiah menyatakan bahwa lubang hitam primordial yang lebih kecil secara bertahap akan kehilangan massanya melalui radiasi Hawking, dan akhirnya menghilang. Nasib ini dianggap tak terhindarkan dalam relativitas umum. Namun, penyelidikan baru – yang diterbitkan pada bulan Januari di arXiv – memperkenalkan faktor penting: radiasi termal ekstrem yang ada di alam semesta awal. Makalah ini berpendapat bahwa jika “efisiensi keruntuhan” lubang hitam purba melebihi ambang batas tertentu, lubang hitam tersebut tidak akan menguap begitu saja; ia secara aktif memakan foton di sekitarnya, dan malah bertambah massal.
Ini bukan sekadar penyesuaian terhadap teori yang ada. Alam semesta awal merupakan lingkungan yang sangat padat dan panas, penuh dengan radiasi energi tinggi. Jika lubang hitam purba dapat menyerap radiasi ini secara efisien, tingkat kelangsungan hidup mereka akan jauh lebih tinggi dari perkiraan sebelumnya. Hal ini menantang pemahaman kita tentang siklus hidup mereka dan secara dramatis memperluas kemungkinan jangkauan massa yang masih ada hingga saat ini.
Implikasi terhadap Materi Gelap
Implikasinya sangat besar, khususnya untuk pencarian materi gelap, zat misterius yang menyusun sekitar 85% massa alam semesta. Jika lubang hitam purba dapat tumbuh dan bertahan, maka lubang hitam tersebut dapat membentuk sebagian besar materi gelap. Penelitian tersebut menetapkan bahwa rentang massa yang diperbolehkan bagi lubang hitam ini untuk bertindak sebagai kandidat materi gelap meningkat secara dramatis bergantung pada efisiensi penyerapannya.
- Dengan efisiensi penyerapan 0,3, kisaran massa aktif bertambah dari 10^16 gram menjadi 10^21 gram.
- Dengan efisiensi 0,39, kisarannya meningkat menjadi 5×10^14 gram hingga 5×10^19 gram.
Kisaran ini jauh lebih luas dari yang diperkirakan sebelumnya, yang berarti bahwa lebih banyak lubang hitam primordial dengan berbagai massa mungkin masih ada tanpa terdeteksi hingga saat ini.
Memikirkan Kembali Alam Semesta Awal
Pekerjaan ini menuntut evaluasi ulang mendasar terhadap pemahaman kita tentang alam semesta awal. Kami berasumsi bahwa kami mengetahui bagaimana benda-benda ini berevolusi, namun tampaknya alam semesta mempunyai rencana yang berbeda. Kemampuan lubang hitam primordial untuk tumbuh secara mendasar mengubah sejarah kosmik kita, memaksa kita untuk mempertimbangkan kembali kondisi pembentukannya dan potensi perannya dalam misteri materi gelap yang sedang berlangsung.
Penelitian ini bukan sekadar perubahan kecil pada sebuah model; ini adalah babak baru dalam pemahaman kita tentang momen-momen awal alam semesta.
