Gelombang Gravitasi Terdeteksi, dan Einstein yang Selalu Benar

Kredit: Guardian, Wikimedia Commons

Info Astronomy - Setelah 100 tahun pencarian, sebuah tim fisikawan internasional telah mengkonfirmasi keberadaan gelombang gravitasi Einstein, menandai salah satu penemuan astrofisika terbesar abad ini. Penemuan ini adalah penemuan besar, karena tidak hanya meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana alam semesta bekerja, tapi juga membuka cara baru kita mempelajari alam semesta.

Sinyal gelombang gravitasi terdeteksi oleh fisikawan di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) pada 14 September 2015, dan pengumuman bersejarah terkait gelombang gravitasi ini dilakukan pada konferensi pers semalam (11/2) pukul 22:30 WIB. Para ilmuwan mengatakan penemuan ini merupakan penemuan yang seharusnya mendapat Hadiah Nobel.

Gelombang gravitasi begitu menarik karena merupakan prediksi besar terakhir dari Teori Relativitas Umum Einstein yang keberadaannya harus dikonfirmasi untuk menguatkan teori tersebut, dan menemukan gelombang gravitasi akan membantu kita memahami bagaimana alam semesta terbentuk.

"Gelombang gravitasi mirip dengan gelombang suara yang bergerak melintasi alam semesta pada kecepatan cahaya," kata peneliti gravitasi David Blair, dari University of Western Australia. "Sampai saat ini umat manusia 'tuli' terhadap alam semesta, dan sekarang tiba-tiba kita tahu bagaimana cara untuk 'mendengarkannya'. Alam semesta telah berbicara dan kita semua telah mengerti."

Apa artinya gelombang gravitasi bagi kita? Sudah banyak ilmu pengetahuan baru yang hadir dan tercipta berkat penemuan sinar-x dan gelombang radio, dan sekarang setelah kita mendeteksi gelombang gravitasi, kita akan memiliki cara baru untuk melihat dan mempelajari alam semesta. Bagaimana mungkin?

Mari kita ketahui apa itu gelombang gravitasi sebenarnya. Menurut teori Einstein, struktur ruang-waktu bisa menjadi melengkung oleh apa pun yang memiliki massa yang besar di alam semesta. Ketika peristiwa kosmik terjadi, seperti penggabungan dua Lubang Hitam atau bintang yang meledak, lengkungan ruang-waktu di sekitarnya mengeluarkan gelombang gravitasi, seperti ketika Anda menjatuhkan batu kecil ke sebuah kolam, air kolam akan bergelombang, mirip seperti itulah gelombang gravitasi di alam semesta.

Pada saat riak gelombang gravitasi dari penggabungan Lubang Hitam atau bintang yang meledak tibe ke kita di Bumi, gelombang gravitasi ini sudah terlampau kecil (sekitar sepermilyar dari diameter atom), yang mengapa para ilmuwan sangat berjuang selama bertahun-tahun untuk menemukannya.

Namun berkat LIGO, kita akhirnya mampu mendeteksi gelombang gravitasi. Laboratorium LIGO bekerja dengan memantulkan laser secara bolak-balik pada dua pipa dengan panjang 4 kilometer, yang memungkinkan fisikawan untuk mengukur perubahan sangat kecil dalam ruang-waktu.

Pada 14 September 2015, para ilmuwan LIGO melakukan perubahan yang relatif besar di laboratorium Livingston mereka di Louisiana, mereka mengubah sistem detektornya. Kemudian, 7 milidetik kemudian, mereka mendeteksi adanya sinyal aneh yang mirip dengan laboratorium mereka di Hanford, Washington, 4.000 km jauhnya, menunjukkan bahwa itu telah disebabkan oleh gelombang gravitasi yang melewati Bumi.

Berbulan-bulan kemudian, secara ketat para ilmuwan LIGO mempelajari sinyal ini untuk melihat apakah itu bisa saja disebabkan oleh hal lain atau memang benar berupa gelombang gravitasi. Dan semalam, kesimpulan luar biasanya adalah bahwa sinyal tersebut disebabkan oleh gelombang gravitasi.

Bahkan, sinyal hampir sempurna sesuai dengan apa yang Einstein prediksi tentang gelombang gravitasi di Teori Relativitas Umum. Anda dapat melihat sinyal di bawah ini, lengkap dengan prediksi Einstein:

Kredit: LIGO

Jadi dari mana gelombang gravitasi tersebut berasal? Para ilmuwan dan ahli fisika LIGO yang telah melacaknya, mendapatkan jawaban bahwa gelombang gravitasi tersebut datang dari penggabungan (atau tabrakan) dua Lubang Hitam sekitar 1,3 miliar tahun yang lalu.

"Penemuan gelombang gravitasi ini menunjukkan bahwa penggabungan Lubang Hitam ternyata lebih banyak dan sering terjadi di alam semesta kita," kata peneliti LIGO Eric Thrane, dari Monash University di Australia. "Ini menjadi pertanda baik untuk mendeteksi populasi Lubang Hitam raksasa yang berjarak sangat jauh. Dan ini menarik untuk melihat apakah ada sumber-sumber lain dari gelombang gravitasi di luar sana, yang menunggu untuk ditemukan."

Tapi ini hanyalah awal dari gelombang gravitasi dapat memberikan kita wawasan dan ilmu baru, beberapa observatorium dan detektor gelombang gravitasi lainnya dijadwalkan untuk mempublikasikan temuan mereka dalam lima tahun ke depan, dan mereka akan memungkinkan kita untuk lebih sensitif lagi dalam mendeteksi gelombang gravitasi.

Sama seperti kita dapat 'mendengarkan' gelombang radio untuk mencari tahu apa yang terjadi dalam sejarah alam semesta kita, kini kita memiliki kemampuan untuk melakukan hal yang sama dengan gelombang gravitasi.

Penelitian ini telah dipublikasikan di Physical Review Letters.