Sky News
Dua lubang hitam yang berada pada jarak 1,3 miliar tahun cahaya menjadi
satu, menghasilkan gelombang gravitasi yang terdeteksi instrumen LIGO.
Gelombang gravitasi itu membuktikan kebenaran teori Einstein.
CB- Penemuan gelombang gravitasi membuat dunia ilmiah gegap gempita, tetapi mungkin membuat publik mengernyitkan dahi.
Sementara
kalangan ilmuwan bisa menyatakan bahwa penemuan ini membuktikan
kebenaran teori Albert Einstein dan membuka era fisika baru, dunia awam
mungkin masih bertanya-tanya, apa sebenarnya gelombang gravitasi dan
bagaimana penemuannya.
Apa itu gelombang gravitasi?Gelombang
gravitasi adalah sebuah gangguan atau riak di alam semesta yang
mahaluas, bisa diibaratkan sebuah riak di kolam tenang yang terbentuk
ketika kita mencelupkan dan menarik jari tangan kita di dalamnya.
Namun
demikian, tak seperti riak di kolam yang terlihat jelas, riak kosmos
ini begitu misterius sehingga tak seorang pun bisa melihat, mendengar,
atau merasakannya dengan indera keenam sekalipun.
Meski disebut
kicauan alam semesta, gelombang gravitasi juga bukan gelombang suara
yang memerlukan medium untuk merambat. Gelombang itu bisa merambat dari
jarak miliaran tahun cahaya dan sampai ke bumi tanpa perantara!
iop.org
Ilustrasi alam semesta sebagai sebuah kain empat dimensi. Benda
bermassa besar akan membuat kain itu berkerut. Gelombang gravitasi
dihasilkan oleh perubahan kecepatan dan arah benda di dalamnya.
Gagasan
adanya gelombang gravitasi tak lepas dari Teori Relativitas Umum
Einstein yang dikemukakan pada tahun 1916. Dalam teorinya, Einstein
menyatakan bahwa alam semesta adalah kain empat dimensi.
Gelombang
gravitasi dalam teori tersebut digambarkan sebagai kerut-kerut yang
muncul karena adanya benda yang melalui kain empat dimensi itu.
Gelombang
gravitasi dihasilkan oleh obyek apa pun di alam semesta yang mengalami
perubahan kecepatan ataupun arah. Besar gelombang bervariasi tergantung
obyeknya.
Bumi sendiri bergerak mengelilingi matahari dan
kecepatan serta arahnya pun bervariasi walaupun relatif konstan. Jadi,
bumi juga menghasilkan gelombang gravitasi.
Dalam konteks
penemuan terbaru kali ini, gelombang gravitasi dihasilkan oleh dua
lubang hitam yang masing-masing berukuran 36 dan 29 kali massa matahari.
Dua
lubang hitam itu telah "berpacaran" selama miliaran tahun. Mereka
semakin mendekat dari masa ke masa. Artinya, kecepatan berputar satu
sama lain pun terus berubah sehingga menghasilkan gelombang gravitasi.
Akhirnya
beberapa waktu lalu dua lubang hitam itu kawin. Mereka bersatu menjadi
lubang hitam yang luar biasa massif, berukuran 62 kali massa matahari.
Persatuan
itu menghasilkan gelombang gravitasi yang luar biasa besar. Besarnya
bisa disetarakan dengan selisih antara jumlah massa lubang hitam yang
sebenarnya dengan massa lubang hitam baru yang terbentuk.
Dua
lubang hitam bermassa 36 dan 29 kali matahari seharusnya membentuk
lubang hitam bermassa 65 kali matahari. Namun, yang terbentuk ternyata
62. Sisa 3 kali massa matahari itu yang dikonversi menjadi energi
gelombang gravitasi.
Astronomy Notes/National Geographic/Yunanto Wiji Utomo
Dua lubang hitam yang masing-masing bermassa 29 dan 36 kali massa
matahari bersatu, menghasilkan lubang hitam besar bermassa 62 kali
matahari dan gelombang gravitasi setara 3 kali massa matahari.
Bagaimana mendeteksinya?Ada
beberapa usaha untuk mendeteksi gelombang gravitasi. Temuan baru kali
ini datang dari observasi dengan fasilitas Laser Interferometer
Gravitational-wave Observatory (LIGO).
LIGO mendeteksi gelombang
gravitasi berdasarkan perubahan yang diakibatkannya pada ruang dan waktu
sekitarnya. Gelombang gravitasi akan meregangkan ruang dan waktu di
satu sisi, tetapi memampatkan lainnya.
LIGO sebenarnya merupakan
satu set fasilitas yang terpisah 4 kilometer, di Washington dan
Lousiana. Keduanya dihubungkan oleh pipa vakum.
Dalam fasilitas
LIGO, ada instrumen penembak laser. Laser akan terus bergerak dalam
saluran vakum dari fasilitas satu ke yang lain.
Jika tak ada
gelombang gravitasi, jarak yang ditempuh laser akan selalu sama
sepanjang waktu. Namun, bila ada gelombang gravitasi yang datang, jarak
tempuh akan berubah.
Perubahan itu yang ditangkap. IGO dilengkapi
oleh detektor mahasensitif yang bisa menangkap perubahan yang
sebenarnya amat kecil itu.
Bayangkan, perubahannya bukan lagi
dalam ukuran milimeter, melainkan lebih kurang hanya sepersepuluh ribu
dari diameter sebuah atom!
LIGO/The Guardian/Yunanto Wiji Utomo Ilustrasi cara kerja fasilitas LIGO.
Detektor
telah dirancang sesensitif mungkin dan seselektif mungkin sehingga
perubahan karena adanya truk lewat dekat fasilitas, petir, atau lainnya
yang bukan gelombang gravitasi diabaikan.
LIGO dikembangkan sejak
tahun 2002. Tahun 2010, fasilitas LIGO dihentikan sementara untuk
perbaikan. Pada September 2015 lalu, LIGO beroperasi kembali.
Fasilitas
LIGO setelah perbaikan dikenal dengan Advanced LIGO. Singkatnya,
fasilitas baru itu jauh lebih sensitif dan selektif dalam menyaring
kebisingan.
Advanced LIGO sebenarnya baru beroperasi pada 18
September 2015 lalu. Namun, detektor yang telah dinyalakan beberapa hari
sebelumnya ternyata berhasil mendapatkan data pada 14 September 2015.
Data
itulah yang kemudian dikonfirmasi sebagai petunjuk gelombang gravitasi.
Marco Drago dari Max Planck Institute for Gravitational Physics adalah
orang pertama yang mengetahui adanya kicauan itu.
Drago menjumpai
kicauan sebagai lonjakan frekuensi gelombang, dari normalnya 35 Hertz
lalu memuncak menjadi 250 Hertz dan tiba-tiba saja turun lagi.
Selain
LIGO, fasilitas lain yang berusaha melacak gelombang gravitasi adalah
Laser Interferometer Space Antenna (LISA). Fasilitas ini dikelola oleh
Badan Antariksa Eropa (ESA).
Ada juga North American Nanohertz
Observatory for Gravitational Waves atau NANOGrav. Beda dengan LISA dan
LIGO, NANOGrav tidak menggunakan laser, tetapi melacak gelombang radio.
Credit
KOMPAS.com
