Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam

stephen hawking zenius

Stephen Hawking merupakan ilmuwan dunia yang mendedikasikan hidupnya buat mengungkap misteri lubang hitam. Bagaimana perjalanannya dalam menghasilkan teori lubang hitam? Yuk, simak kisahnya!

Waktu gue masih kuliah, gue punya teman yang hobi nonton video kehidupan para astronot di luar angkasa. Gue sering nimbrung dan bikin gue jadi suka nonton video luar angkasa. Sebagai orang yang sedikit takut ketinggian, nonton kehidupan para astronot itu bikin gue ngeri (karena melihat mereka melayang super tinggi di angkasa yang tanpa batas) sekaligus seru.

Gue juga suka menonton video yang mengungkap misteri-misteri luar angkasa, kayak lubang hitam (black hole). Gue mikir, “Gimana ya kalau gue kesedot di dalam lubang hitam yang gue sendiri nggak tahu di dalamnya ada apa?”

Sampai akhirnya, gue nemuin video BBC News, di mana Stephen Hawking ngejelasin lubang hitam dalam 90 detik. Gue pertama kali tahu tentang Hawking dari film Theory of Everything (2014), yang nyeritain tentang kisah hidupnya. Namun, Hawking bukan hanya sebuah cerita dalam film. Dia merupakan sosok ilmuwan yang mendedikasikan hidupnya buat berteori tentang lubang hitam.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 81
Stephen Hawking. (Dok. elhombredenegro, Creative Commons)

So, kali ini gue akan nyeritain kehidupan Stephen Hawking dalam menghasilkan teori-teori tentang lubang hitam, yang bikin dia dianggap sebagai ‘Einstein kedua’.

Masa Kecil Stephen Hawking

Mungkin, ‘darah’ Einstein dalam Stephen Hawking nggak lepas dari keluarganya yang emang pemikir. Ayah dan ibunya sama-sama jebolan University of Oxford. Ayah Hawking, Frank Hawking, kerja jadi peneliti medis spesialis penyakit tropis. Ibunya, Isobel Hawking, merupakan sekretaris penelitian medis.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 82
Stephen Hawking bayi saat digendong ayah dan ibunya. (Dok. The Trustees of The Hawking Estate, royalsocietypublishing.org)

Sejak kecil, Hawking udah punya minat besar sama sains. Kalau musim panas, ibu Hawking ngajak Hawking dan ketiga adiknya buat rebahan di halaman belakang sambil ngelihatin bintang malam. Sejak saat itu, Hawking passionate banget sama sains.

Btw, elo udah tahu belum kalau Hawking punya IQ 160? Yap, IQ dengan angka segitu udah dikategorikan sebagai genius. However, Hawking pernah dapat peringkat ketiga dari bawah saat tahun pertama jadi siswa SMP di St. Albans School.

Meskipun begitu, Hawking menyibukkan diri dengan kegiatan di luar sekolah, kayak diskusi matematika sama teman-temannya, ikut ekskul dayung, sampai ngobrolin tentang asal-usul alam semesta.

Setelah lulus SMA, ayah Hawking ingin dia masuk sekolah kedokteran di Oxford. Namun, Hawking nggak tertarik jadi dokter dan ingin kuliah jurusan Matematika. Sayangnya, saat itu Oxford belum punya jurusan Matematika.

Berdasarkan kesepakatan dengan ayahnya, Hawking pun kuliah jurusan Ilmu Pengetahuan Alam. Tiga tahun kemudian, Hawking lulus dari Oxford dan ngelanjutin studi Kosmologi di Trinity Hall, Cambridge University buat dapat gelar Ph.D.

Kelulusan Hawking dari Oxford
Kelulusan Hawking dari Oxford (Sumber: “My Brief History” (2013) oleh Stephen W. Hawking).

Baca juga: Biografi Arthur Eddington, Astronom yang Membuat Albert Einstein Dikenal Dunia

Penyakit ALS

Baru setahun kuliah di Cambridge, Stephen Hawking harus menghadapi cobaan yang mengubah hidupnya selamanya. Di umurnya yang baru 21 tahun, Hawking mendapatkan diagnosis menderita penyakit amyotrphic lateral sclerosis (ALS), yang pada akhirnya bikin dia duduk di kursi roda hingga akhir hayatnya.

ALS merupakan penyakit yang mempengaruhi sel-sel saraf di otak dan sumsum tulang belakang. Penyakit ini nurunin kemampuan otak dan ngilangin kemampuan seseorang buat bicara, makan, bergerak, bahkan bernapas. Awal mula kenapa Hawking menderita ALS, bisa elo baca di sini ya.

Saat dokter bilang hidupnya tinggal dua tahunan lagi, Hawking sempat depresi. Udah nggak ada semangat hidup lagi. Namun, the power of love bikin dia bangkit. Menikah dengan Jane Wilde bikin Hawking fokus belajar lagi. Bahkan, Hawking ngerasa kalau hidupnya setelah didiagnosis ALS jauh lebih menyenangkan daripada sebelumnya.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 83
Pernikahan Stephen Hawking dan Jane Wilde pada tahun 1966. (Dok. Wikimedia Commons)

“My expectations were reduced to zero when I was 21. Everything since then has been a bonus.”

Stephen Hawking dalam wawancara bersama New York Times, Desember 2004.

Baca juga: Postulat Einstein tentang Relativitas – Materi Fisika Kelas 12

Penemuan Stephen Hawking

So, Stephen Hawking makin semangat belajar dan menekuni ilmu alam semesta. Saat itu, Hawking ngefans banget sama Fred Hoyle, astronom sekaligus profesor yang mengajar di Cambridge. Hawking ingin Hoyle jadi mentornya.

Sayangnya, Hoyle udah kebanyakan anak bimbingan. Hoyle pun nyaranin Hawking buat dimentori oleh Dennis Sciama, sesama fisikawan dan kosmolog jebolan Cambridge. Pertemuannya dengan Sciama jadi titik awal kesuksesan Hawking.

Suatu hari pada tahun 1965, Sciama ngajak Hawking ke seminar Roger Penrose. Penrose merupakan fisikawan dan matematikawan Inggris yang terkenal dengan teorema singularitas.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 84
Roger Penrose. (Dok. Biswarup Ganguly, Creative Commons)

Menurut teorema singularitas Penrose, lubang hitam punya tempat dan gravitasi yang nggak terbatas. Setiap benda yang jatuh ke dalam lubang hitam nggak hanya terperangkap, tetapi juga hancur. Teori ini merupakan turunan dari teori relativitas umum milik Albert Einstein. Elo bisa baca di sini buat kepo tentang teori relativitas umum.

Saat itu, Hawking jadi tertarik sama teori Penrose. Dia ngajak Penrose kerja sama buat ngembangin teori itu. Hingga akhirnya, pada tahun 1970, makalah temuan Hawking-Penrose menyatakan kalau alam semesta berawal dari Big Bang (ledakan besar) dan berakhir di lubang hitam yang bakal menguap dan lenyap.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 85
Lubang hitam ‘menelan’ bintang neutron. (Dok. Dana Berry/NASA, Wikimedia Commons)

Stephen Hawking makin tertarik sama lubang hitam. Setahun setelahnya, Hawking mutusin buat ngelakuin penelitian sendiri yang menggabungkan teori relativitas umum dengan teori kuantum. Teori Stephen Hawking menyatakan, ketika ada dua lubang hitam yang bergabung, luas permukaan lubang hitam hasil gabungan pasti lebih luas daripada luas dua lubang hitam awal.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 86
Ilustrasi penggabungan dua lubang hitam. (Dok. NASA/CXC/A.Hobart/Wikimedia Commons)

Kemudian, Hawking bikin penelitian berjudul Black hole explosions? (1974). Hasilnya, lubang hitam nggak benar-benar tembus cahaya, tetapi mancarin sinar panas dalam rentang waktu yang sangat lama. Fenomena ini kemudian disebut sebagai Radiasi Hawking. Selain itu, teori Stephen Hawking juga mengatakan kalau selama ribuan tahun, lubang hitam bakal menguap sampai hilang.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 87
Poin-poin dalam teori Stephen Hawking mengenai lubang hitam. (Dok. hawking.org.uk)

Belum ada ilmuwan yang pernah bikin penelitian kayak yang Hawking lakukan. Meskipun penemuan Stephen Hawking kontroversial, reputasinya sebagai ilmuwan meroket. Di tahun yang sama, Hawking terpilih sebagai anggota Royal Society dan jadi salah satu orang termuda yang menerima penghargaan sains bergengsi di Inggris itu.

Hawking juga dapat penghargaan tertinggi Orde Companion of Honor dari Ratu Elizabeth II dan Albert Einstein Medal (1979), penghargaan yang diberikan kepada orang-orang yang sudah menghasilkan temuan yang berkaitan dengan Albert Einstein.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 88
Professor Stephen Hawking menerima Copley Medal dari Presiden Royal Society, Martin Rees,dan administrator NASA, Michael Griffin. (Dok. royalsociety.org)

Pada tahun 2014, Hawking kembali bikin teori baru, yang justru membantah teori sebelumnya. Sebelumnya, teori Stephen Hawking nyimpulin kalau semua materi yang masuk di lubang hitam nggak bisa keluar lagi dan ikut lenyap ketika lubang hitam nantinya lenyap.

Teori barunya mengatakan kalau ada materi yang bisa lolos dari lubang hitam yang ditunjukkan dengan apparent horizon. Apparent horizon jadi batas antara cahaya yang ke luar dan cahaya yang masuk ke lubang hitam. Namun, teori ini masih kontroversial saat itu.

Pengambilan Foto Lubang Hitam Pertama dan Warisannya

Elo masih ingat nggak sama teori Stephen Hawking yang bilang kalau luas permukaan lubang hitam gabungan pasti lebih besar daripada luas kedua lubang hitam awal? Penelitian pada Februari 2016 oleh Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) di Amerika Serikat menjawab teori Hawking.

Untuk pertama kalinya, LIGO mendeteksi gelombang gravitasi yang dihasilkan dari tabrakan dua lubang hitam. Gelombang itu dinamai GW150914.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 89
Sebuah simulasi komputer dari tabrakan lubang hitam yang menghasilkan sinyal gelombang gravitasi pertama, GW150914. (Dok. Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) project, LIGO)

Jadi, 1,3 miliar tahun lalu, ada dua lubang hitam yang saling berputar dengan kecepatan tinggi ke arah satu sama lain. Hal itu bikin kedua lubang hitam bertabrakan, menjadi satu lubang hitam, dan menghasilkan gelombang gravitasi. Gelombang ini kemudian ditangkap oleh sinyal LIGO.

LIGO pun melakukan penelitian dengan membagi sinyal sebelum dan sesudah dua lubang hitam itu bergabung. Sinyal itu bisa menghitung massa masing-masing kedua lubang hitam sebelum bergabung, dan massa lubang hitam hasil gabungan.

Hasilnya dikonfirmasi pada tahun 2021 dalam jurnal yang diunggah di Physical Review Letters. Setelah dihitung, total luas permukaan masing-masing lubang hitam sebelum bersatu adalah 142 kali massa matahari. Sementara itu, luas permukaan lubang hitam setelah bersatu sebesar 151 kali massa matahari. Artinya, luas permukaan lubang hitam baru lebih besar daripada sebelum keduanya bersatu. Hasil penelitian ini membuktikan kalau teorema Hawking benar!

Pembuktian teorinya oleh LIGO jadi kado buat Hawking yang sudah meninggal pada 14 Maret 2018. Sampai sekarang, para peneliti kosmologi masih lanjut buat membuktikan teori Hawking lainnya.

Kelanjutannya yaitu Event Horizon Telescope (EHT), jaringan teleskop radio internasional, yang untuk pertama kalinya mengambil foto lubang hitam pada tahun 2019. Gambar itu baru dirilis pada Maret 2021, yang nampilin lubang hitam di pusat Messier 87, galaksi elips berjarak 55 juta tahun cahaya dari Bumi.

Butuh delapan teleskop radio darat di seluruh dunia buat nangkap gambar lubang hitam berukuran 6,5 miliar massa Matahari tersebut. Kalau elo lihat gambarnya, ada cahaya orange mengelilingi lubang hitam.

Perjalanan Stephen Hawking Mengungkap Misteri Lubang Hitam 90
Para ilmuwan memperoleh gambar lubang hitam di pusat galaksi M87, menunjukkan emisi dari gas panas yang mengelilingi lubang hitam. (Dok. Event Horizon Telescope collaboration, nasa.gov)

Perjalanan Hawking dalam meneliti teori lubang hitam emang panjang dan masih menarik para ilmuwan sampai sekarang. Sayangnya, Hawking nggak pernah dapat Nobel atas teorinya itu. However, mantan partner penelitiannya, Roger Penrose, dapat penghargaan Nobel Fisika pada tahun 2020. Dia dihargai atas pembuktiannya bahwa teori relativitas umum membentuk lubang hitam.

Meskipun nggak pernah dapat Nobel, penghargaan atas teori lubang hitam yang diraih Penrose secara langsung juga jadi apresiasi buat Hawking. Dia lah yang kemudian ngembangin teori tentang lubang hitam dan berdedikasi buat mecahin misteri lubang hitam sampai akhir hayatnya.

Karya-karya Hawking jadi bukti terobosan dalam ilmu pengetahuan yang mengubah pemikiran dunia. Hawking akan selalu jadi inspirasi dan ‘Einstein kedua’ dalam kemajuan pengetahuan umat manusia.

So, apa pelajaran yang elo dapat dari perjalanan hidup Stephen Hawking? Kasih tahu gue di kolom komentar ya!

Baca Juga Artikel Lainnya

Rumus Kesetaraan Energi dan Massa, Rumus Einstein yang Paling Mendunia

Peran Carl Sagan dalam Mempopulerkan Sains

Galaksi Kita Bima Sakti Nggak Sendiri, Ini Bukti Menurut Edwin Hubble

Referensi

A Brief History of Stephen Hawking – BBC

Black Hole Image Makes History; NASA Telescopes Coordinated Observations – NASA (2019)

Kuo, Chin-Lung. (2019). “How Stephen Hawking Defied Amyotrophic Lateral Sclerosis for Five Decades”. Clinical Medicine and Therapeutics, 1(1), 1-3.

Press release: The Nobel Prize in Physics 2020 – The Nobel Prize (2020)

Stephen Hawking – Biography (2018)

Stephen Hawking – Britannica (2022)

Stephen Hawking Biography: Life, Theories, Books & Quotes – Space.com (2021)

What is ALS? – ALS Association

Bagikan Artikel Ini!