Cara baru untuk mempelajari alam semesta kita

 Anda menunggu 100 tahun untuk gelombang gravitasi dan kemudian datang sekaligus. Atau begitulah yang nampak bagi mereka yang menghabiskan puluhan tahun merancang dan membangun instrumen indah yang dibutuhkan untuk merasakan riak-riak kecil di ruang waktu yang disimpulkan Albert Einstein dalam teori relativitas umum 1905.

Gelombang gravitasi pertama yang dikantongi oleh fisikawan mencapai Bumi pada tanggal 14 September 2015 dan mengirim getaran melalui Laser Interferometer-Gravitational-Wave Observatory (Ligo) yang berbasis di AS. Hit kedua tiga bulan kemudian, di Boxing Day, diikuti oleh yang ketiga pada bulan Januari tahun ini. Ketika gelombang keempat tiba di bulan Agustus, keduanya Ligo dan observatorium kedua di Italia, bernama Virgo, mencatat saat itu.

Masing-masing gelombang gravitasi telah digerakkan oleh tabrakan hebat antara lubang hitam lebih dari satu miliar tahun yang lalu. Tapi saat mendeteksi ombak cukup bagus untuk mendaratkan hadiah Nobel dalam fisika untuk Rainer Weiss, Barry Barish dan Kip Thorne, yang menggairahkan para astronom sekarang adalah apa yang mereka hadapi untuk belajar tentang alam semesta.

"Ini adalah cerita dalam dua bagian. Bagian pertama adalah pencarian untuk membuat instrumen ini cukup sensitif untuk melakukan deteksi pertama, tapi itulah akhir dari satu cerita dan awal cerita yang lain. Kami benar-benar berada di ambang cara baru untuk mempelajari alam semesta kita dan itu sangat menggairahkan," kata Sheila Rowan, direktur Institute for Gravitational Research di University of Glasgow, dikutip dari the Guardian.

Sampai sekarang, para astronom telah memetakan langit hampir secara eksklusif dengan teleskop yang mengumpulkan cahaya dan bentuk radiasi elektromagnetik lainnya. Teleskop optik, seperti Hubble, telah memungkinkan para ilmuwan untuk melihat jauh ke dalam sejarah alam semesta, namun pengamatan ini mencapai batas keras sekitar 400.000 tahun setelah ledakan besar: saat itu, alam semesta buram menjadi terang.

Gelombang gravitasi tidak begitu mudah tersumbat. Meskipun mereka lemah, mereka sulit untuk disamarkan, dan pengamatan terhadap gelombang di masa depan memungkinkan ilmuwan menerobos batas optik dan melihat seperti apa alam semesta beberapa saat setelah ledakan besar tersebut.

"Pada titik tertentu, tidak dengan detektor yang kita miliki sekarang, kami berharap dapat melihat awal alam semesta," kata Rainer Weiss, fisikawan MIT yang berbagi hadiah Nobel di bidang fisika dengan anggota tim Ligo lainnya. .

"Ada perhitungan yang menunjukkan bahwa instants paling awal dari alam semesta, setelah alam semesta terlahir, ada sejumlah besar radiasi latar gelombang gravitasi yang dihasilkan. Itu akan menjadi salah satu hal yang paling menarik yang dapat dilihat manusia karena ini akan memberi tahu Anda bagaimana alam semesta dimulai,” tambahnya.

Gelombang gravitasi paling awal mungkin dipancarkan sepersekian detik setelah ledakan besar, ketika alam semesta berubah dari keadaan halus dan tidak terstruktur dengan clumpy, pada saat mana ruang-waktu menjadi "bendy".

Profesor Andreas Freise, ilmuwan proyek Ligo di University of Birmingham, mengatakan salah satu misteri adalah bagaimana kita bisa dari sana sampai sekarang dimana semuanya berkerumun.

Transisi ini diperkirakan telah meninggalkan jejak gelombang gravitasi di seluruh alam semesta, yang mungkin terlihat dengan detektor masa depan lebih sensitif daripada Ligo.

Masih banyak lagi fenomena ilmuwan yang berharap bisa menemukan lebih cepat. Gelombang gravitasi menyebar dari peristiwa kosmik yang mempercepat jumlah materi yang besar. Hal ini terjadi ketika sebuah bintang meledak, tapi sampai sekarang, semua astronom telah melihat kilasan terang terang yang menandai kematian seorang bintang. Dengan mempelajari gelombang gravitasi, ilmuwan berharap bisa belajar untuk pertama kalinya apa yang terjadi di dalam bintang yang ambruk.

"Itu harus menghasilkan sinyal gelombang gravitasi dan ini adalah sinyal yang memberi kita informasi bahwa saat ini kita tidak bisa mendapatkan jalan lain, karena ini tentang apa yang terjadi di dalam bintang yang ambruk," kata Rowan.

Ketika Ligo menyala, para ilmuwan berpikir bahwa gelombang pertama yang mereka lihat kemungkinan berasal dari tabrakan antara bintang neutron, beberapa entitas paling eksotis di alam semesta. Bintang neutron terbentuk saat bintang masif mati. Mereka memiliki inti remah dan kristal dan sangat padat: satu sendok teh bintang neutron beratnya sama seperti Gunung Everest.

"Beberapa supernova meledak dan berakhir sebagai lubang hitam, namun yang lain berakhir sebagai bintang neutron," kata Pedro Ferreira, profesor astrofisika di Universitas Oxford dan penulis buku The Perfect Theory tahun 2014: satu abad jenius dan pertempuran menyangkut relativitas umum. 

"Hal yang diharapkan ilmuwan Ligo untuk melihat, dan mungkin akan segera melihat, ada dua bintang neutron yang saling mengorbit dan berkumpul bersama. Jika Anda dapat melihat kejadian ini, Anda mulai belajar tentang fisika dasar, dan itu sangat menakjubkan,” katanya.

Negara lain, termasuk Jepang dan India, memiliki rencana untuk membangun detektor gelombang gravitasi mereka sendiri. Lebih ambisius lagi, European Space Agency bermaksud untuk mengirim sebuah observatorium ke luar angkasa pada tahun 2034. Dikenal sebagai Lisa, untuk Laser Interferometer Space Antenna, misi ini bertujuan untuk mendeteksi gelombang gravitasi yang jauh lebih lemah daripada yang mungkin terjadi di Bumi.

"Banyak dari kita yang berada dalam hal ini sepenuhnya berharap bahwa kita akan mempelajari hal-hal yang tidak kita ketahui. Kami tahu tentang lubang hitam dengan cara lain, dan kami tahu tentang bintang neutron. Kami berharap ada berbagai macam fenomena yang dapat Anda lihat terutama karena gelombang gravitasi yang mereka pancarkan. Itu akan membuka sains baru," kata Weiss.

Images:
AP
Powered by Blogger.