Para ilmuwan menyarankan bahwa teleskop canggih dapat mendeteksi perbedaan halus dalam gambar lubang hitam untuk mengevaluasi teori gravitasi alternatif. Penerus Event Horizon Telescope mungkin mengungkap variasi dari relativitas umum di lingkungan gravitasi ekstrem. Namun, mendeteksi perbedaan ini akan memerlukan pengumpulan data ekstensif selama bertahun-tahun.
Event Horizon Telescope baru-baru ini menyediakan gambar pertama dari lingkungan lubang hitam, meningkatkan resolusi di wilayah yang didominasi oleh gravitasi ekstrem. Kemajuan ini memicu pertanyaan tentang sifat gravitasi, mengingat ketidakcocokan relativitas umum dengan mekanika kuantum dan kegagalannya menjelaskan materi gelap. Peneliti mengusulkan bahwa lingkungan lubang hitam dapat memperkuat perbedaan halus dalam teori gravitasi alternatif, memungkinkan teleskop generasi berikutnya untuk menyingkirkan beberapa model.
Sebuah tim dari empat fisikawan dari Shanghai dan CERN meninjau ulang analisis pra-Event Horizon Telescope mereka untuk menilai kemampuan masa depan. Mereka fokus pada lubang hitam berputar, di mana frame dragging membelokkan jalur cahaya. Seperti yang dicatat para peneliti, “Relativitas umum memprediksi bahwa gambar dari wilayah tersebut akan terdiri dari serangkaian gambar seperti cincin bersarang di mana setiap cincin dibedakan oleh jumlah setengah orbit [lubang hitam] yang dibuat oleh foton sebelum mencapai pengamat.” Mengukur cincin foton dapat menyelidiki kelengkungan kuat dan stasioner.
Menggunakan metrik parametrik Konoplya–Rezzolla–Zhidenko, tim memvariasikan dua parameter dari nol hingga satu, menciptakan empat varian gravitasi bersama dengan metrik Kerr standar dari relativitas umum. Simulasi hidrodinamik memodelkan lingkungan tiga dimensi, termasuk materi yang jatuh masuk, medan magnetik, dan jet. Gambar yang dihasilkan menunjukkan cincin terang asimetris, dengan satu sisi lebih terang karena rotasi. Perbedaan muncul: satu varian menghasilkan cincin terkecil tapi terterang, yang lain mengurangi kontras antara sisi, dan lebar jet bervariasi.
“Perbedaan jelas ada dalam gambar,” kesimpulan para peneliti, “tapi ini juga cukup kecil bahkan ketika mempertimbangkan penyimpangan paling ekstrem dari [relativitas umum].” Variabilitas lubang hitam dari perubahan cakram akresi akan mempersulit deteksi, memerlukan pengamatan bertahun-tahun. Data tambahan seperti polarisasi atau peta spektral mungkin esensial untuk membedakan teori. Kampanye terkoordinasi dengan peningkatan Event Horizon Telescope generasi berikutnya dan instrumen berbasis luar angkasa dapat memajukan penelitian gravitasi.
Studi ini muncul di Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02695-4.