Kiprah Oppenheimer Sebelum Dikenal Sebagai Bapak Bom Atom

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- J Robert Oppenheimer  akan selamanya, baik atau buruk, dikaitkan dengan kekuatan penghancur yang luar biasa dari bom atom dan gambar awan jamur. Asosiasi itu hanya akan menguat di mata publik dengan rilis film Oppenheimer, biopik besutan sutradara Christopher Nolan yang sangat dinantikan.

Namun, sebelum menjadi “bapak bom atom”, Oppenheimer memberikan kontribusi yang signifikan pada ilmu pengetahuan tentang lubang hitam. Sebelum melakukan perjalanan ke Los Alamos, New Mexico, pada tahun 1942 untuk berkontribusi pada pengembangan bom atom, Oppenheimer adalah seorang ahli fisika teoretis yang berfokus pada fisika kuantum.

Pada tahun 1939, dia dan koleganya di University of California, Berkeley Hartland S. Snyder menerbitkan makalah perintis berjudul “On Continued Gravitational Contraction,” yang menggunakan persamaan teori gravitasi Albert Einstein, relativitas umum, untuk menunjukkan bagaimana lubang hitam bisa lahir.

Xavier Calmet, seorang profesor fisika di University of Sussex di Inggris, mengatakan kepada Space.com bahwa Oppenheimer mengusulkan model keruntuhan pertama untuk menggambarkan bagaimana sebuah bintang bisa runtuh menjadi lubang hitam. “Model ini menjelaskan pembentukan lubang hitam sebagai proses astrofisika dinamis, tahap akhir dari evolusi bintang yang cukup berat. Model ini masih digunakan sampai sekarang,” ujar Calmet, dilansir Space, Jumat (21/7/2023).

Sementara Einstein bekerja keras pada tahun 1939 untuk menghancurkan singularitas gravitasi dan dengan demikian konsep lubang hitam, Oppenheimer menyelidiki bagaimana objek semacam itu bisa ada. Bekerja dengan asumsi sederhana yang mengabaikan efek kuantum dan tidak mempertimbangkan rotasi, Oppenheimer membuat Snyder bekerja. Ini terbayar ketika peneliti terakhir menemukan bahwa apa yang tampaknya terjadi pada bintang yang runtuh bergantung pada sudut pandang pengamat.

Snyder berteori bahwa, pada jarak tertentu dari bintang yang runtuh, cahaya dari sumber yang dekat dengan cakrawala peristiwa akan memiliki panjang gelombang yang diregangkan oleh gravitasi, sebuah proses yang disebut pergeseran merah, yang membuatnya semakin merah.

Pada saat yang sama, frekuensi cahaya ini berkurang dari sudut pandang pengamat. Pengurangan frekuensi ini berlanjut hingga, bagi pengamat jauh, cahaya secara efektif “dibekukan”. Oppenheimer dan kolaborator menyadari ceritanya sangat berbeda bagi seorang pengamat yang cukup malang untuk jatuh bersama permukaan bintang yang runtuh. Pengamat dalam posisi ini akan berada di luar cakrawala peristiwa tanpa memperhatikan sesuatu yang signifikan tentangnya.

Tentu saja, pada kenyataannya, seorang pengamat akan "spaghettified" oleh gaya pasang surut yang kuat yang disebabkan oleh perbedaan tarikan gravitasi pada tubuh bagian atas dan bawahnya. Ini akan membunuh mereka sebelum mereka mencapai cakrawala peristiwa, setidaknya untuk lubang hitam yang lebih kecil, di mana radius Schwarzschild dekat dengan singularitas gravitasi.

Konsep ini awalnya disebut sebagai "bintang beku" karena pembekuan cahaya yang terlihat di horizon peristiwa. Itu tidak akan menerima nama yang lebih akrab dan tajam sampai tahun 1967, ketika fisikawan Princeton University John Wheeler menciptakan istilah "lubang hitam" selama kuliah.

Oppenheimer dan rekannya mungkin mengambil jalan yang berbeda dari fisikawan Jerman Karl Schwarzschild, tetapi tetap saja, kedua tim fisikawan itu tiba di tujuan yang sama, yaitu konsep benda bintang yang begitu masif sehingga gravitasinya menjebak cahaya dan menyebabkan pergeseran merah yang tak terbatas. Schwarzschild memiliki teorinya, tetapi Oppenheimer dan rekannya adalah ilmuwan pertama yang benar-benar memahami kelahiran fisik lubang hitam.

Tiga tahun kemudian, Oppenheimer melakukan perjalanan ke Los Alamos, mengukuhkan tempatnya dalam sejarah dan persepsi publik. Tetapi banyak, terutama para ilmuwan, mengingatnya sebagai bapak lubang hitam.

Calmet menyimpulkan bahwa Oppenheimer memberikan kontribusi yang sangat signifikan terhadap fisika lubang hitam dan fisika secara keseluruhan.  Sementara masyarakat umum mungkin mengaitkan namanya dengan bom dan Proyek Manhattan, dia melanjutkan,  kontribusinya pada fisika dan astrofisika sangat diapresiasi oleh komunitas ilmiah.

“Dia adalah salah satu fisikawan terkemuka selama masa hidupnya dan sangat berpengaruh, dan karya seminalnya masih relevan sampai sekarang,” kata Calmet.