Dari Gelombang Gravitasi, Hingga Meraih Nobel Fisika

Rainer Weiss; Barry C. Barish; Kip S. Thorne, peraih nobel fisika 2017. Ilustrasi: Niklas Elmehed/Nobel Foundation
Info Astronomy - Tiga fisikawan yang memiliki peran utama dalam pendeteksian langsung gelombang gravitasi pertama di alam semesta hari ini telah memenangkan Hadiah Nobel Fisika 2017.

Mereka adalah Rainer Weiss, dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), serta Barry Barish dan Kip Thorne dari California Institute of Technology. Ketiganya meraih Nobel Fisika 2017 untuk pekerjaan mereka di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Pada bulan September 2015, LIGO mendeteksi riak dalam ruang-waktu yang disebabkan oleh tumbukan dua lubang hitam yang jauh, membentuk apa yang akrab dikenal sebagai gelombang gravitasi.

Penemuan itu, yang diumumkan pada bulan Februari 2016, membuka bidang astronomi baru, di mana ilmuwan dapat "mendengarkan" getaran ruang-waktu yang dipancarkan oleh beberapa peristiwa alam semesta yang sangat dahsyat. Penelitian ketiga fisikawan ini menegaskan adanya gelombang gravitasi, yang telah diprediksi oleh Albert Einstein satu abad sebelumnya.

Weiss dan Thorne adalah dua dari tiga fisikawan yang dikenal sebagai Troika, pendiri detektor kembar raksasa LIGO di Livingston, Louisiana, dan di Hanford. Sebenarnya ada tiga anggota Troika, yakni satu lagi Ronald Drever, namun sang fisikawan meninggal dunia pada 7 Maret 2017 silam.

Sementara itu, Barish sendiri merupakan direktur LIGO dari tahun 1997 sampai 2005, yang dianggap sangat berjasa karena telah mengubah detektor gelombang gravitasi LIGO yang tadinya kacau menjadi detektor yang dapat digunakan dengan sebaik-baiknya.

Bergerak Tanpa Hambatan

Beberapa fisikawan pada awalnya meragukan adanya gelombang gravitasi sebelum penemuan LIGO diumumkan. Distorsi dalam ruang-waktu merupakan konsekuensi yang tak terelakkan dari teori relativitas umum Einstein.

Ya, Albert Einstein telah memprediksi kehadiran gelombang gravitasi yang baru berhasil dideteksi secara langsung pada tahun 2015 tersebut dalam teori relativitasnya satu abad yang lalu. Gelombang gravitasi adalah riak dalam ruang dan waktu, bagian paling inti dari alam semesta.

Saat sebuah objek alam semesta berakselerasi, mereka akan mengirimkan riak lewat ruang-waktu dalam kecepatan cahaya. Semakin besar objeknya, semakin besar pula gelombang yang ditimbulkan, sehingga lebih mudah terdeteksi oleh para ilmuwan. Gelombang gravitasi tidak berinteraksi dengan materi dan mengarungi alam semesta dengan amat leluasa tanpa hambatan.

Pada tahun 1974, sebenarnya distorsi ini pernah dikonfirmasi secara tidak langsung ketika para fisikawan kala itu memeriksa kilatan radio yang dipancarkan oleh bergabungnya sepasang bintang neutron; Pergerakan sinyal radio dari deteksi tak langsung itu mendekati prediksi tentang bagaimana gelombang gravitasi akan membawa energi menjauh dari kejadian tersebut. Penemuan itu pun dihargai dengan Hadiah Nobel Fisika 1993.

Namun, merasakan "ombak" gravitasi itu sendiri adalah tugas yang sulit dilakukan. Bahkan, dari distorsi yang paling kuat sekalipun, yang dihasilkan oleh bintang-bintang yang runtuh atau bertabrakan dengan lubang hitam, biasanya gelombang gravitasi dari kejadian itu akan terasa begitu kecil pada saat mereka mencapai Bumi.

Gelombang yang terdeteksi pada tahun 2015 sendiri merupakan awal dari penelitian riak dalam ruang-waktu ini secara langsung. Gelombang gravitasi dari penggabungan dua lubang hitam masif tersebut dideteksi oleh detektor LIGO yang berbentuk tegak lurus sepanjang empat kilometer.

Tumbukan dua lubang hitam yang membentuk gelombang gravitasi. Kredit: LIGO
LIGO sempat berjuang untuk mendapatkan pendanaan, namun akhirnya menjadi eksperimen terbesar dan termahal dalam sejarah US National Science Foundation. Dua detektor yang hampir identik pertama kali dibuka pada tahun 2002, dengan sedikit kesempatan untuk mendeteksi apapun selama tahap pertama pengumpulan data mereka.

Observatorium tersebut bahkan sempat ditutup pada tahun 2010 untuk sebuah perombakan besar, dan dimulai kembali pada bulan September 2015, yang kali ini membuatnya tiga kali lebih sensitif dari sebelumnya.

Apa Pentingnya Gelombang Gravitasi?

Menemukan bukti adanya gelombang gravitasi menjadi akhir dari pencarian kunci prediksi dalam teori Albert Einstein, yang telah mengubah cara manusia melihat konsep-konsep esensial seperti ruang dan waktu.

Jika gelombang gravitasi terdeteksi, maka akan membuka gerbang pengetahuan baru di bidang astronomi. Para ilmuwan dapat mengukur bintang-bintang, galaksi, bahkan lubang hitam yang berada jauh di luar sana, dengan mendeteksi gelombang gravitasi yang dibentuk oleh benda-benda langit tersebut.

Gelombang gravitasi primordial, yang paling sulit terdeteksi, akan mendorong teori kosmologi lainnya, tentang "inflasi" atau pengembangan eksponensial dari alam semesta semesta awal. Berdasarkan teori yang terkemuka, gelombang gravitasi primordial dipercaya masih beresonansi hingga kini, meskipun lebih lemah.

Jika gelombang gravitasi primordial tersebut ditemukan, maka kita dapat mengetahui skala energi yang dimiliki "inflasi" dari alam semesta awal tersebut, sehingga memberikan penjelasan baru dan lebih lengkap terkait dengan teori pembentukan alam semesta, teori Big Bang.

Tiga pemenang Nobel Fisika 2017 dianggap berjasa bagi umat manusia, Weiss adalah seorang ilmuwan terkemuka di Cosmic Background Explorer (COBE), sebuah penelitian NASA yang pada tahun 1990-an sukses menghasilkan peta pertama latar belakang gelombang mikro kosmik, sebuah sisa-sisa dari Big Bang.

Thorne, yang telah mempelopori studi teoritis tentang gelombang gravitasi, juga membantu merancang alur film fiksi ilmiah Interstellar tahun 2014, di mana dia adalah seorang produser eksekutif. Sementara Barish, ia telah mengerjakan eksperimen neutrino di Laboratorium Nasional Fermi di Illinois, ia juga memimpin perancangan sebuah International Linear Collider.

Dengan makin canggihnya LIGO, para ilmuwan berharap akan terus bisa mendeteksi gelombang-gelombang gravitasi lainnya di tahun-tahun mendatang.


Sumber: Nature.
Iklan mengganggu? Hubungi kami!
Dari Gelombang Gravitasi, Hingga Meraih Nobel Fisika Dari Gelombang Gravitasi, Hingga Meraih Nobel Fisika Reviewed by Riza Miftah Muharram on Oktober 03, 2017 Rating: 5

Hype - Jangan Lewatkan!