Penemuan Neutrino Misterius Bisa Menjadi Bukti Lubang Hitam Primordial

Radarlambar.bacakoran.co -Lima dekade lalu, fisikawan terkenal Stephen Hawking mengemukakan teori bahwa ledakan Big Bang mungkin telah membanjiri alam semesta dengan lubang hitam kecil. Kini, para peneliti percaya bahwa mereka mungkin telah menyaksikan salah satu lubang hitam tersebut meledak.

Pada Februari 2025, kolaborasi ilmiah Eropa KM3NeT yang menggunakan detektor bawah laut di lepas pantai Prancis, Italia, dan Yunani mengumumkan penemuan sebuah neutrino dengan energi luar biasa. Partikel misterius ini memiliki energi sekitar 100 PeV, atau lebih dari 25 kali lipat energi partikel yang dipercepat di Large Hadron Collider, pemecah atom paling kuat di dunia.

Hipotesis Neutrino sebagai Tanda Lubang Hitam yang Menguap
Para fisikawan kesulitan menjelaskan asal-usul neutrino berenergi tinggi ini. Namun, sebuah tim peneliti yang tidak terlibat dalam deteksi awal mengusulkan hipotesis mengejutkan: neutrino tersebut merupakan tanda dari lubang hitam yang menguap. Hipotesis ini dijelaskan dalam makalah yang diunggah ke database arXiv, meskipun belum melalui proses peer review.

Teori Hawking tentang Lubang Hitam dan Radiasi Hawking
Pada tahun 1970-an, Hawking menemukan bahwa lubang hitam tidak sepenuhnya hitam. Melalui interaksi kompleks antara cakrawala peristiwa lubang hitam dan medan kuantum ruang-waktu, lubang hitam dapat memancarkan radiasi secara perlahan, yang kini dikenal sebagai radiasi Hawking. Artinya, lubang hitam dapat menguap dan akhirnya menghilang.

Bahkan, semakin kecil ukuran lubang hitam, semakin banyak radiasi yang dipancarkan, hingga akhirnya meledak dalam semburan partikel berenergi tinggi—mirip dengan neutrino yang ditemukan oleh KM3NeT.

Misteri Lubang Hitam Kecil dan Big Bang
Namun, semua lubang hitam yang diketahui saat ini berukuran sangat besar—setidaknya beberapa kali massa Matahari. Bahkan, lubang hitam terkecil yang dikenal membutuhkan waktu lebih dari 10^100 tahun untuk mati. Jika neutrino KM3NeT memang berasal dari lubang hitam yang meledak, maka lubang hitam tersebut harus jauh lebih kecil, sekitar 10.000 kilogram atau setara dengan dua ekor gajah Afrika dewasa yang dipadatkan menjadi lubang hitam lebih kecil dari sebuah atom.

Satu-satunya cara yang diketahui untuk menghasilkan lubang hitam sekecil itu adalah melalui peristiwa kacau di awal Big Bang, yang mungkin telah memenuhi kosmos dengan lubang hitam primordial. Lubang hitam primordial terkecil seharusnya telah meledak sejak lama, sementara yang lebih besar bisa bertahan hingga masa kini.

Mekanisme Kuantum “Memory Burden” dan Kemungkinan Bertahannya Lubang Hitam Mini
Sayangnya, lubang hitam seberat 10.000 kilogram seharusnya tidak dapat bertahan dari Big Bang hingga saat ini. Namun, para peneliti menunjukkan bahwa mungkin ada mekanisme kuantum tambahan yang dikenal sebagai "memory burden" yang memungkinkan lubang hitam bertahan lebih lama dari perkiraan sebelumnya. Jika mekanisme ini benar, lubang hitam mini ini bisa bertahan selama miliaran tahun sebelum akhirnya meledak dan mengirimkan neutrino berenergi tinggi ke arah Bumi.

Lubang Hitam Primordial dan Materi Gelap
Lubang hitam primordial juga telah lama dianggap sebagai salah satu kemungkinan penjelasan untuk materi gelap, zat misterius yang membentuk sebagian besar materi di alam semesta. Namun, hingga kini, pencarian lubang hitam primordial belum menemukan bukti yang meyakinkan.

Masa Depan Penelitian Neutrino Berenergi Tinggi
Jika teori ini benar, maka lubang hitam primordial dengan massa ini seharusnya meledak secara teratur. Para peneliti memperkirakan bahwa jika hipotesis mereka benar, maka KM3NeT akan mendeteksi neutrino spektakuler lainnya dalam beberapa tahun ke depan.

Jika deteksi lanjutan ini terjadi, maka kita mungkin perlu merevolusi cara kita memahami materi gelap, neutrino berenergi tinggi, dan bahkan fisika awal alam semesta.