Dunia fisika telah berada dalam kegelisahan selama beberapa minggu terakhir karena tweet dan desas-desus menyarankan bahwa para ilmuwan mungkin telah mendeteksi riak yang telah lama dicari dalam ruang-waktu yang disebut gelombang gravitasi. Sementara beberapa dari ini adalah spekulasi, ada beberapa bukti yang menunjukkan bahwa para peneliti di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mungkin menemukan bukti langsung pertama untuk gelombang ini sejak Albert Einstein mengusulkan keberadaan mereka satu abad yang lalu dalam teori umumnya. relativitas.
Konten terkait
- Gelombang Gravitasi Mogok Dua Kali
- Setelah Seabad Pencarian, Kami Akhirnya Mendeteksi Gelombang Gravitasi
- Tujuh Cara Sederhana yang Kita Ketahui Einstein Benar (Untuk Sekarang)
- Data Apollo-Era Membantu Para Ilmuwan Mencari Gelombang Gravitasi
Berikut adalah lima hal yang perlu diketahui tentang gelombang gravitasi untuk mempersiapkan pengumuman yang akan datang.
Apakah mereka?
Jika Anda menganggap alam semesta sebagai lautan luas, gelombang gravitasi seperti riak yang disebabkan ketika sebuah benda dijatuhkan di permukaannya. Menurut teori Einstein, perubahan dalam percepatan benda-benda besar di ruang angkasa, seperti bintang-bintang neutron dan lubang hitam, memulai riak-riak yang memancar melalui jalinan ruang-waktu — dengan efek paling dramatis dari tabrakan, Joshua Sokol menulis untuk New Scientist .
Mengapa mereka begitu penting?
Gelombang gravitasi tidak hanya akan semakin mendukung relativitas, mereka juga dapat membantu para ilmuwan mempelajari banyak fenomena misterius di kosmos. Astronom sekarang memindai langit menggunakan spektrum elektromagnetik, yang mengungkapkan berbagai jenis objek tergantung pada panjang gelombang. Gelombang gravitasi akan menjadi "cara paling langsung untuk mempelajari sebagian besar alam semesta yang gelap, " kata ilmuwan LISA Pathfinder, Bill Weber kepada Gizmodo . Gelombang melewati benda-benda yang sulit dikenali, memberikan pandangan sekilas ke bentuk-bentuk misterius yang sama dengan melihatnya dalam gelombang yang sama sekali baru.
Meskipun sulit dipahami, riak-riak ini juga merupakan pusat dari banyak teori tentang awal mula alam semesta. Perhitungan menunjukkan bahwa alam semesta melewati periode ekspansi yang cepat dalam hitungan detik setelah Big Bang. Gelombang gravitasi yang diciptakan dalam periode inflasi yang cepat ini akan berputar melalui latar belakang gelombang mikro kosmik, radiasi paling awal yang menembus alam semesta. Riak-riak itu akan meninggalkan bekas seperti sidik jari yang bisa dilacak sampai ke awal keberadaannya. LIGO dirancang untuk mendeteksi gelombang yang lebih baru, berbicara secara kosmis, tetapi membuktikan bahwa gelombang itu ada akan menjadi langkah besar.
Bagaimana para ilmuwan mencari mereka?
Sebagian besar detektor gelombang gravitasi bekerja dengan berupaya mengenali perubahan kecil pada jarak antara objek yang dipisahkan oleh jumlah yang diketahui, lapor Maddie Stone untuk Gizmodo. Idenya adalah bahwa gelombang yang melewati Bumi akan mengerutkan ruang-waktu dengan cara yang mengubah jarak itu.
Ada beberapa eksperimen yang sedang berlangsung berbasis di seluruh dunia, masing-masing menguji teknik yang berbeda. LIGO, misalnya, memiliki dua detektor yang berjarak hampir 2.000 mil, dan itu mengumpulkan data dari 75 observatorium di seluruh dunia untuk mendeteksi dan melakukan triangulasi sinyal yang mungkin dari gelombang gravitasi yang melewati Bumi. Peneliti lain telah mengusulkan penggunaan jam atom yang sangat sensitif untuk mendeteksi distorsi temporal, dan European Space Agency baru-baru ini meluncurkan satelit yang akan menguji teknologi yang dapat membantu para ilmuwan menemukan cara baru untuk mengukur fluktuasi sangat kecil di ruang angkasa.
Mengapa mereka begitu sulit dideteksi?
Ketika Anda menjatuhkan sebuah batu ke badan air, riak semakin kecil semakin jauh mereka bergerak dari pusat gempa. Gelombang gravitasi mengikuti prinsip dasar yang sama. Ruang angkasa sangat luas, dan para ilmuwan percaya bahwa banyak sumber gelombang gravitasi adalah benda-benda yang melayang-layang di tepi alam semesta, yang berarti setiap sinyal yang mencapai Bumi akan sangat redup dan sulit untuk diisolasi. Sebagian besar observatorium yang mencari gelombang gravitasi harus menyisir distorsi sangat kecil dalam struktur ruang-waktu — detektor LIGO, misalnya, dapat mengukur pergeseran sekecil satu per sepuluh ribu diameter proton, Sokol menulis.
Tunggu, mengapa ini terdengar akrab?
Ini bukan pertama kalinya para ilmuwan mengumumkan penemuan gelombang gravitasi. Pada tahun 2014 para astronom yang bekerja dengan observatorium BICEP2 dekat Kutub Selatan mengatakan bahwa mereka telah menemukan bukti untuk gelombang gravitasi dari fajar alam semesta. Tapi itu ternyata alarm palsu yang disebabkan oleh debu kosmik. LIGO juga memiliki kesalahan positif sendiri di masa lalu. Pada 2010, sebelum observatorium ditingkatkan ke sensitivitasnya saat ini, para peneliti mendeteksi apa yang mereka anggap sebagai bukti untuk gelombang gravitasi, tetapi kemudian menyadari itu hanya sinyal yang dibuat oleh ilmuwan mereka sendiri untuk menguji apakah mereka dapat membedakan antara sinyal palsu. dan yang asli.
Meskipun kita tidak akan tahu pasti apa yang terjadi di LIGO sampai Kamis, ada bukti dalam catatan publik observatorium yang menunjukkan bahwa mereka mungkin benar-benar menemukan sesuatu kali ini. Sejak percobaan saat ini dimulai September lalu, log menunjukkan bahwa para peneliti LIGO telah menindaklanjuti setidaknya tiga petunjuk di berbagai bagian langit, Sokol melaporkan. Ini bisa menjadi alarm palsu lain, tetapi untuk saat ini, fisikawan, astronom, dan penggemar ruang angkasa sedang menunggu dengan kegembiraan yang memuncak.
