Ide mengenai Lubang Hitam berawal dari gagasan tentang suatu objek astronomi yang gravitasinya begitu kuat hingga cahaya pun tidak dapat menghindarinya jauh lebih tua. Pada tahun 1783, astronom Inggris bernama John Michell menunjukkan bahwa berdasarkan hukum gravitasi Newton, objek seperti itu bisa ada. Michel menyebutnya sebagai "Dark Star" (Bintang Gelap).
Tetapi setelah penemuan bahwa cahaya itu ternyata berbentuk gelombang pada tahun 1801, tidak diketahui jelas bagaimana cahaya akan dipengaruhi oleh medan gravitasi Newton, sehingga gagasan tentang "Bintang Gelap" ditolak. Namun pada tahun 1915, berkat Teori Relativitas Umum dari Albert Einstein, ilmuwan mulai memahami bagaimana cahaya dalam bentuk gelombang berperilaku di bawah pengaruh medan gravitasi.Â
Dari teori ini juga, diketahui bahwa bintang yang cukup masif bisa runtuh karena gravitasinya sendiri di akhir hidupnya dan berubah menjadi "sebuah bintang runtuh yang gravitasinya sangat kuat hingga cahaya tidak bisa lepas dari tarikannya", sebuah istilah yang sangat tidak praktis. Seorang astronom Amerika bernama John Wheeler mencetus namanya menjadi "Black Hole" (Lubang Hitam) pada tahun 1967 yang kemudian istilah ini populer dan menjadi nama tersendiri untuk menyebut objek tersebut.Â
Lalu apa sebenarnya Lubang Hitam itu?
Sebelum lanjut, perlu diketahui dulu apa itu kecepatan lepas. Kecepatan lepas merupakan kecepatan minimal yang diperlukan sebuah benda supaya lepas dari pengaruh gravitasi suatu objek alam semesta. Contohnya kecepatan lepas Bumi sendiri sekitar 11,2 km /detik, jadi anggaplah kita melempar bola dengan kecepatan sebesar itu ke langit, maka bola tersebut tidak akan jatuh kembali ke Bumi namun akan mengembara di luar angkasa sana.
Besar kecepatan lepas sendiri tergantung dari seberapa kuat gravitasi suatu objek, semakin kuat gravitasinya, semakin besar kecepatan lepasnya dan sebaliknya. Untuk kasus Lubang Hitam sendiri, gravitasinya begitu kuat hingga kecepatan lepasnya melebihi kecepatan dari cahaya sendiri (kecepatan cahaya sekitar 300.000 km/detik).
Gravitasi yang sangat kuat dari Lubang Hitam berasal dari terbentuknya Lubang Hitam itu sendiri yakni proses runtuhnya sebuah bintang besar pada akhir hidupnya. Bayangkan Matahari yang massanya begitu besar dikompres menjadi hanya sebesar kelereng, tentu tidak bisa dibayangkan seberapa padat kelereng tersebut. Jika kamu lihat persamaan gravitasi Newton, besar nilai gravitasi berbanding lurus dengan massa objek dan berbanding terbalik dengan jari-jari objek, ini artinya bahwa semakin besar massa objek dan semakin kecil ukurannya, maka gravitasinya akan semakin besar. Sederhananya, kelereng yang kita bahas tadi gravitasinya akan ribuan kali jauh lebih kuat daripada Matahari. Nah, Iitulah yang terjadi pada Lubang Hitam.
Jadi, Lubang Hitam merupakan objek alam semesta yang terbentuk dari runtuhnya bintang besar ke intinya sehingga menbuat intinya tersebut sangatlah padat dan akibatnya, gravitasinya sangatlah besar hingga kecepatan lepasnya melebihi kecepatan cahaya. Karena cahaya pun tidak mampu lepas dari tarikannya, Lubang Hitam tidak memantulkan ataupun menghasilkan cahaya sehingga objek ini tidak bisa dilihat.
Bagaimana Lubang Hitam Ditemukan?
Jika Lubang Hitam tidak bisa dilihat, bagaimana cara ilmuwan menemukan mereka? Yakni dengan melihat pengaruh gravitasinya terhadap objek di sekitarnya seperti bintang. Bintang yang mengorbit dekat dengan Lubang Hitam mempunyai karakteristik yang khas, periode orbitnya sangat cepat dan gerakannya tidak beraturan. Selain itu, materi gas dan debu yang mengorbit Lubang Hitam akan membentuk fitur dari Lubang Hitam yang disebut Piringan Akresi. Piringan akresi ini mengorbit sangat cepat mendekati kecepatan cahaya yang membuat materi piringannya bergesekan satu sama lain hingga akhirnya berpijar menghasilkan radiasi yang bisa dideteksi oleh teleskop.
Keberadaan dari Lubang Hitam pertama kali terdeteksi karena fitur tersebut. Lubang Hitam pertama yang ditemukan adalah Cygnus X-1, terletak di galaksi Bima Sakti di konstelasi Cygnus dimana para astronom sumber radiasi sinar-X dari piringan akresi lubang hitam tersebut. Bahkan, apa yang terlihat dari foto asli Lubang Hitam yang dirilis pada tahun 2019 hanyalah piringan akresinya, lubang hitamnya tetap tidak terlihat pada foto.
