Salah satu misteri paling mendalam dalam kosmologi adalah mengapa kita ada. Menurut model standar fisika, Big Bang seharusnya menghasilkan materi dan antimateri dalam jumlah yang sama. Karena kedua zat ini saling memusnahkan saat bersentuhan, alam semesta yang seimbang sempurna hanya akan menghasilkan energi murni—meninggalkan kehampaan tanpa bintang, planet, atau kehidupan.
Namun, alam semesta kita sebagian besar terdiri dari materi. Penelitian baru menunjukkan bahwa antimateri yang “hilang” mungkin telah diatasi dengan serangkaian ledakan dahsyat dari lubang hitam kuno yang kecil.
Misteri Asimetri Kosmik
Untuk memahami pentingnya teori ini, kita harus memahami “masalah pemusnahan”. Di alam semesta simetris, setiap partikel materi akan memiliki antipartikel yang sesuai. Ketika mereka bertemu, mereka menghilang menjadi energi. Agar materi dapat mendominasi, harus ada mekanisme—sebuah “kemiringan” skala—yang memungkinkan lebih banyak materi yang bertahan dibandingkan antimateri.
Fisikawan Alexandra Klipfel baru-baru ini mempresentasikan hipotesis menarik di KTT Fisika Global American Physical Society: lubang hitam primitif mungkin menyebabkan kemiringan tersebut.
Bagaimana Lubang Hitam Kecil Bisa “Menjungkirbalikkan Skalanya”
Berbeda dengan lubang hitam supermasif yang ditemukan di pusat galaksi, lubang hitam primordial hipotetis ini terbentuk dari fluktuasi kepadatan segera setelah Big Bang.
Mekanisme yang diusulkan bekerja sebagai berikut:
- Formasi: Lubang hitam kecil ini, masing-masing bermassa kira-kira sebesar mobil kecil (sekitar 1.000 kg), terbentuk di dalam plasma quark-gluon —”sup” padat dan sangat panas yang sudah ada bahkan sebelum proton dan neutron terbentuk.
- Penguapan: Melalui proses yang dikenal sebagai radiasi Hawking, lubang hitam ini akan terus kehilangan massanya dan memancarkan energi ke sekelilingnya.
- Ledakan: Hanya dalam sepersepuluh miliar detik setelah Big Bang, lubang hitam ini akan menguap seluruhnya dalam ledakan dahsyat, mengirimkan gelombang kejut yang sangat besar melalui plasma quark-gluon.
Peran Gelombang Kejut dan Mekanisme Higgs
Kunci teori ini terletak pada “ketajaman” gelombang kejut yang ditimbulkan oleh ledakan tersebut. Di alam semesta yang mulus dan seragam, proses materi dan antimateri akan tetap berada dalam keseimbangan, saling meniadakan. Namun, gelombang kejut menciptakan batas yang tiba-tiba dan keras antara dua lingkungan berbeda.
- Di dalam gelombang kejut: Suhu akan sangat ekstrem sehingga partikel akan kekurangan massa karena mekanisme Higgs (proses yang menghasilkan massa partikel melalui Higgs boson) tidak dapat berfungsi pada suhu setinggi itu.
- Di luar gelombang kejut: Suhu akan lebih rendah, memungkinkan partikel memperoleh massa.
Ketika partikel melewati batas ini, perubahan mendadak pada sifat fisiknya—khususnya massanya—dapat memicu proses yang lebih mendukung produksi atau kelangsungan hidup materi dibandingkan antimateri. Ketika gelombang kejut meluas, materi berlebih ini akan “terkunci”, yang pada akhirnya membentuk bahan penyusun kosmos.
Sejarah Tersembunyi
Teori ini menawarkan cara potensial untuk mempelajari fenomena yang selama ini tidak terlihat. Seperti yang dicatat oleh fisikawan teoretis Lucien Heurtier, lubang hitam purba sangat sulit dideteksi karena sudah lama hilang; mereka hidup dan mati pada saat-saat paling awal.
Jika hipotesis ini benar, keberadaan dunia material kita bukanlah suatu kebetulan kosmik, melainkan hasil dari serangkaian “kembang api” besar-besaran dan terkoordinasi yang terjadi pada awal waktu.
Jika lubang hitam purba bertanggung jawab atas ketidakseimbangan materi-antimateri, maka kematian akibat kekerasan dari benda-benda kecil ini bukan hanya sebuah akhir, namun merupakan awal dari struktur alam semesta yang kita huni saat ini.
