Home » Berita

Teori Einstein; Piala Ilmu Pengetahuan Setelah 100 Tahun

14 February 2016 453 views No Comment

Pada 14 September 2015, gelombang gravitasi dari Prinsip Ekuivalen Einstein sukses dideteksi. Upaya pencarian bukti adanya gravitasi telah berlangsung empat dekade. Semua ialah cerita tentang gravitasi, entitas yang dicetuskan Albert Einstein. Ia membuat pusing banyak ilmuwan karena teori gravitasi umumnya sekaligus memicu gairah membuktikannya.

Kalau benar (hasil ini) sudah dikonfirmasi LIGO dengan observatorium sejenis di negara-negara lain, kemungkinan besar (temuan) ini bisa mendapat Nobel. Itu hebat,” kata Freddy Permana Zen, ahli fisika teoretik Institut Teknologi Bandung yang juga Guru Besar Fisika Teoretik Energi Tinggi.

Selama sekitar empat dekade, pencarian untuk langsung menyaksikan gravitasi yang membentuk riak yang menyebar sebagai gelombang ruang-waktu.

Hubungan gelombang gravitasi dan metrik ruang-waktu ialah konsekuensi dari Prinsip Ekuivalen Einstein-akan muncul lengkungan ruang-waktu pada medan gravitasi tak seragam.

“Itu terobosan dan perubahan paradigma berpikir yang hebat sekali (dari Einstein),” ucap Freddy. Demikian sulitnya mendapatkan bukti itu, karena untuk membuktikannya butuh sumber riak berukuran amat masif. Maka, sumber riaknya adalah dua black hole (lubang hitam) yang masif ukurannya.

Satu berukuran 29 kali massa matahari, dan yang lainnya 36 kali massa matahari. Saat keduanya bersatu (merger), menghasilkan lubang hitam berukuran 62 kali massa matahari. “Massa sebesar 3 kali massa matahari berubah jadi radiasi gelombang gravitasi atau rippled (riak yang menyebar) ruang-waktu,” jelas Freddy.

Analogi kejadian tersebut adalah gelombang air yang muncul saat kita melemparkan batu ke dalam air.

Temuan yang terjadi pada 09:50:45 GMT (atau pukul 16:50:45 WIB) pada 14 September 2015 ini menjadi “menggegerkan karena Prinsip Ekuivalen Einstein sekitar seratus tahun yang lalu. “Inilah piala suci(holy grail)dunia ilmu pengetahuan,” ujar Carlos Lousto, ahli astrofisika dari Rochester Institute of Technology.

Jumat (12/2), waktu setempat, secara resmi Direktur Eksekutif Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatories (LIGO) di Washington DC, Amerika Serikat, mengumumkan, keberhasilan pertama kali dalam empat dekade untuk mendeteksi secara langsung gelombang gravitasi.

Mendeteksi gravitasi
Gravitasi semula hanya ada dalam teori. Tak bisa diobservasi secara fisika. Pada 1974, Russell Hulse dan Joseph Hooton Taylor berupaya mencari bukti itu dengan penelitian mereka di observatorium teleskop radio di Arecibo. Mereka menerima penghargaan Nobel tahun 1993 karena berhasil memperlihatkan bahwa energi hilang berubah menjadi gelombang gravitasi. Namun, gelombang gravitasinya tak terdeteksi.

Perburuan bukti adanya gelombang radiasi terus menguat. Lebih dari 10 tahun didesain, LIGO mulai dibangun pada 1999. Misi utamanya adalah mendeteksi secara langsung gelombang gravitasi yang berasal dari galaksi berjarak jauh. Tingkat presisi yang dibutuhkan demikian tingginya hingga tak bisa dibayangkan. Ibaratnya, bahkan Einstein pun tak pernah membayangkan, pengukuran gelombang gravitasi bisa dilakukan!

Tahun 2002, tiga detektor-dua buah di Hanford, Washington, AS, dan satu detektor di Livingston Parish, Louisiana, AS, terhubung secara daring (online). Peningkatan sensitivitas terus dilakukan sejak November 2005 hingga September 2007. Setelah ada perbaikan, lahir Enhanced LIGO yang lalu ditingkatkan lagi kemampuannya menjadi Advanced LIGO.

Sensitivitas Advanced LIGO menjadi 10 kali lipat dari generasi pertamanya dan mampu meneliti ruang angkasa dengan volume ruang 1.000 kali lipat. Instrument Advanced LIGO yang demikian sensitif lalu harus bekerja di planet yang demikian bising (noisy planet).

Gangguan itu datang dari cahaya natural, vibrasi termal dari atom-atom, bising seismik dari getaran permukaan bumi, dan getaran permukaan tanah akibat aktivitas manusia (transportasi dan sebagainya), dan sinyal pesawat. Gangguan juga datang dari fluktuasi gelombang listrik dan berbagai gelombang akibat aktivitas cuaca (suhu atmosfer, angin, badai), dan bising lingkungan (perusakan lingkungan).

Gangguan bising semacam itu bagi penelitian pada obyek lain mungkin bisa diabaikan. Namun, untuk Advanced LIGO yang memiliki sensitivitas amat tinggi, semua menjadi penting. Semua bising itu lalu ditangkap dan “dikunci” agar instrumen dalam sistem LIGO stabil. Sensitivitas tinggi amat dibutuhkan karena Advanced LIGO harus menangkap getaran 1/10.000 diameter proton. Instrumen itu mampu mendeteksi vibrasi yang lintasannya jauh lebih kecil dari 1/1.000.000.000.000.000.000 meter atau 10 pangkat (-18) meter. Lebih dari 900 ilmuwan dan ahli teknik bekerja untuk Advanced LIGO.

Anamaria Effler dari Caltech Postdoctoral Scholar yang bekerja di Advanced LIGO mengatakan, “Kami harus tahu sumber gangguannya apa dan mencari mekanisme pelepasnya, mengukur dampaknya, dan memutuskan apakah mengurangi sumbernya. Kami juga menciptakan model untuk itu, lalu mengurangi bising sumbernya atau mengurangi pelepasannya. Kami terus belajar.”

(WWW.LIGO.CALTECH.EDU/BBC–BRIGITTA ISWORO LAKSMI)
———–
Versi cetak artikel ini terbit di harian Kompas edisi 14 Februari 2016, di halaman 11 dengan judul “Piala Ilmu Pengetahuan Setelah 100 Tahun”.

Share

Leave a comment!

You must be logged in to post a comment.