Keberadaan alam semesta kita bergantung pada ketidakseimbangan mendasar: mengapa ada begitu banyak materi dan begitu sedikit antimateri? Menurut teori yang berlaku, Big Bang seharusnya menciptakan keduanya dalam jumlah yang sama, yang akan saling memusnahkan dan tidak menyisakan apa pun. Namun, inilah kami. Fisikawan telah lama berusaha menjelaskan asimetri ini, dan sebuah teori baru menunjukkan penyebab yang mengejutkan: lubang hitam primordial – sisa-sisa hipotetis dari momen awal alam semesta.
Masalah Antimateri
Model standar fisika partikel memperkirakan bahwa materi dan antimateri seharusnya diproduksi dalam jumlah yang sama selama Big Bang. Ketika partikel-partikel ini bertabrakan, mereka saling memusnahkan, mengubahnya menjadi energi murni. Hal ini menyiratkan bahwa jika alam semesta dimulai dengan keseimbangan sempurna, maka alam semesta kini tidak memiliki struktur kompleks seperti galaksi, bintang, atau bahkan kehidupan. Fakta bahwa kita ada menunjukkan bahwa sesuatu pastilah lebih menguntungkan materi.
Hipotesis Lubang Hitam
Nikodem Poplawski, ahli fisika teoretis di Universitas New Haven, mengusulkan bahwa lubang hitam primordial kecil, yang lahir segera setelah Big Bang, secara selektif mengonsumsi antimateri. Lubang hitam ini, yang terbentuk dari fluktuasi kepadatan yang ekstrim, bisa saja bertindak sebagai “penampung” gravitasi, yang secara istimewa menangkap partikel antimateri yang lebih berat karena kecepatannya yang sedikit lebih lambat.
“Asimetri massa dan asimetri tangkapan lubang hitam menghasilkan ketidakseimbangan materi-antimateri di alam semesta teramati tanpa melanggar kekekalan bilangan baryon dan menerapkan fisika baru di luar Model Standar,” kata Poplawski.
Cara Kerjanya
Teori ini bertumpu pada dua poin penting. Pertama, partikel antimateri sedikit lebih masif dibandingkan partikel materi. Kedua, semakin lambat sebuah partikel bergerak, semakin besar kemungkinannya untuk ditangkap oleh gravitasi lubang hitam. Kombinasi ini memungkinkan lubang hitam purba menarik antimateri dengan kecepatan lebih tinggi daripada materi, sehingga secara bertahap mengurangi keberadaannya di alam semesta awal.
Implikasinya terhadap Pertumbuhan Awal Lubang Hitam
Hipotesis ini juga menjawab teka-teki kosmologis lainnya: pertumbuhan lubang hitam supermasif yang sangat pesat di alam semesta awal. Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mendeteksi keberadaan raksasa ini 500 juta tahun setelah Big Bang, jauh lebih awal dari perkiraan sebelumnya. Poplawski berpendapat bahwa dengan memakan antimateri, lubang hitam primordial bisa mencapai ukuran yang sangat besar jauh lebih cepat dibandingkan melalui akresi konvensional.
“Lubang hitam purba mengonsumsi lebih banyak antimateri daripada materi, dan karena antimateri jauh lebih berat daripada materi, lubang hitam purba meningkatkan massanya secara signifikan,” jelas Poplawski.
Jalan ke Depan
Saat ini, keberadaan lubang hitam purba masih bersifat hipotetis. Mendeteksinya secara langsung merupakan sebuah tantangan besar, karena mereka mungkin ada di era yang sangat sulit untuk diamati. Eksperimen masa depan yang melibatkan gelombang gravitasi atau deteksi neutrino mungkin menawarkan jalan menuju verifikasi. Selain itu, pengukuran yang tepat terhadap perbedaan massa materi-antimateri pada kepadatan ekstrim dapat memberikan bukti yang mendukung.
Teori ini menawarkan solusi yang meyakinkan, meski spekulatif, terhadap salah satu misteri terdalam kosmologi. Jika hal ini benar, maka hal ini akan mengubah pemahaman kita tentang bagaimana alam semesta berevolusi dari awal yang simetris menjadi kosmos yang didominasi materi seperti yang kita amati saat ini.
