Berpacu Melacak Gelombang Gravitasi di Bumi dan di Langit

Gelombang gravitasi mula-mula terlacak di bumi. Tapi risetnya kini berlanjut di luar angkasa. Balapan melacak bukti fenomena jagat raya itu kini dimulai di bumi dan di antariksa.

Keberadaan gelombang gravitasi mula-mula diprediksi oleh Albert Einstein  100 tahun lalu. Inilah tantangan besar bagi para ilmuwan untuk membuktikannya. Bukti pertama eksistensi gelombang gravitasi baru ditemukan tahun 2015 di bumi.

Tepatnya di instalasi Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) sebuah proyek penelitian internasional yang bermarkas di Amerika Serikat. Instalasi ini memiliki dua detektor atau antena yang terpisah jarak 3.000 kilometer, satu di Washington dan yang lainnya di negara bagian Louisiana.

Live
04:03 menit
Iptek | 20.10.2016

Gelombang Gravitasi Ungkap Rahasia Semesta

Gelombang gravitasi tercipta jika dua lubang hitam bertabrakan di luar angkasa. Jika para ilmuwan berhasil membuktikan eksistensi gelombang ini, diharapkan banyak rahasia alam semesta bisa terkuak dan lebih dipahami. Temuan yang dilacak LIGO merupakan fenomena yang terjadi di lokasi sejauh 1,3 hingga 3 milyar tahun cahaya dari bumi.

Pelacakan akan rambah Antariksa

Selain detektor di bumi, kini badan antarika Eropa - ESA menyiapkan pelacakan dengan wahana laboratorium luar angkasa. Diharapkan dengan sistem pelacakan di antariksa, hasil pembuktian eksistensi gelombang gravitasi akan makin akurat.

Siklus Hidup Bintang di Jagat Raya

Nebula Tempat Bintang Lahir

Kelompok masif bintang muda yang diberi nama R136 ini berlokasi di 30 Doradus Nebula di Large Magellanic Cloud, umurnya rata-rata baru beberapa juta tahun. Usia bayi bagi bintang-bintang yang bisa mencapai umur milyaran tahun. Citra tempat bintang lahir ini direkam Wide Field Camera teleskop Hubble dalam spektrum ultra violet.

Siklus Hidup Bintang di Jagat Raya

Awan Gas Terbesar

Nebula berdiameter 2 juta tahun cahaya yang berlokasi di seputar quasar UM287 ini merupakan awan gas terbesar di jagat raya yang berhasil dipantau W.M.Keck Observatory. Bintang tercipta dari molekul gas dan debu kosmik yang bergabung dan berpusar menjadi obyek langit yang kompak. Ukuran bintang saat dilahirkan menentukan nasibnya di masa depan jika bintang ini mengalami kematian.

Siklus Hidup Bintang di Jagat Raya

Bintang Aktif

Pada usia aktifnya bintang diibaratkan memasuki umur dewasa. Pada inti bintang lazimnya terjadi fusi nuklir, dimana unsur hidrogen diubah menjadi unsur lebih berat seperti helium, karbon dan oksigen. Proses ini menimbulkan panas dan energi. Matahari yang tergolong bintang berukuran sedang, saat ini umurnya 6 milyar tahun dan akan terus melakukan fusi nuklir hingga semua bahan bakarnya habis.

Siklus Hidup Bintang di Jagat Raya

Bintang Masif

Cluster bintang NGC 6093 di galaksi Bima Sakti ini mengandung ratusan ribu bintang masif yang terhimpun oleh gaya gravitasinya. Umur bintang di cluster ini seragam sekitar 15 milyar tahun, tapi memiliki ukuran dan massa berbeda-beda. Bintang yang massa dan ukurannya jauh lebih besar dari matahari, berubah menjadi bintang merah raksasa, yang menandakan saat-saat akhir hidup bintang.

Siklus Hidup Bintang di Jagat Raya

Supernova

Jika sudah kehabisan bahan bakar nuklirnya bintang mendekati saat kematian. Bintang yang massanya cukup besar akan meledak menjadi supernova. Kecemerlangannya ribuan kali lipat matahari, seperti Supernova 1987-A ini yang citranya direkam teleskop ruang angkasa Hubble milik NASA di kawasan rasi awan Magellan.

Siklus Hidup Bintang di Jagat Raya

Lubang Hitam

Jika massanya masih cukup besar, sisa bintang akan runtuh tertarik gaya gravitasinya sendiri. Jika gravitasi amat kuat juga cahaya akan tersedot ke intinya. Julukan Lubang Hitam diberikan karena cahaya sekalipun tak lolos gaya gravitasi obyek langit ini. Gambar ini gabungan citra yang direkam wahana riset antariksa Chandra X-Rays Obsevatory dan teleskop di bumi.

Siklus Hidup Bintang di Jagat Raya

Bintang Neutron

Yakni bintang yang amat masif dan berat jenisnya amat tinggi. Sebuah bintang neutron berdiameter 20 km bisa memiliki massa 1,5 hingga 3 kali massa matahari. Terdapat bintang neutron yang memancarkan medan magnet amat kuat yang disebut magnetar, yang tercipta dari sisa bintang yang massa dan ukurannya sekitar 40 kali matahari.

Siklus Hidup Bintang di Jagat Raya

Debu Kosmik

Material ledakan sebuah bintang atau supernova berupa debu kosmik biasanya disebarkan ke seluruh jagat raya. Seperti pada Supernova SN 2006gy yang diamati tim dari Universitas California di Berkeley ini, yang menyemburkan debu kosmik dengan kecepatan 13 juta km per jam. Ini akan menjadi material awal dari pembentukan bintang-bintang berikutmya. Begitulah siklus kosmis berputar.

eLISA singkatan dari Evolved Laser Interfermetry Space Antenna, oleh ESA disebut proyek LISA. Inti dari sistem tersebut adalah tiga satelit yang masing-masingva terpisah jarak 2,5 juta kilometer. Ketiga satelit terkoneksi lewat pancaran laser, yang bisa mengukur jarak sangat akurat.

Jika ada gelombang gravitasi melintas di jalur koneksi laser, maka pengukuran jarak antara satelit akan berubah. Detektor di masing-masing satelit akan merekam secara akurat pola dari gelombang gravitasi ini. Dengan proyek Eropa yang akan diluncurkan 2034 itu, para ilmuwan mengharap akan makin banyak misteri jagat raya yang akan terkuak.

Apa Itu Gelombang Gravitasi?

Kerutan Ruang Waktu

Gelombang gravitasi diprediksi Albert Einstein seabad silam. Intinya, setiap gerakan obyek bermassa akan menimbulkan kerutan pada ruang waktu atau juga disebut gelombang gravitasi. Fenomena ini diamati oleh ilmuwan untuk pertamakali ketika dua lubang hitam bermassa 50 matahari saling berbenturan di jarak 1,3 milyar tahun cahaya dari Bumi.

Apa Itu Gelombang Gravitasi?

Mata Kedua

Ada dua cara buat mengamati alam semesta. Pertama, melalui gelombang elektromagnetik yang mencakup sinar gamma, sinar x, cahaya atau gelombang radio. Kedua, melalui gelombang gravitasi. Karena lubang hitam tidak memancarkan radiasi elektromagnetik, raksasa langit itu cuma bisa diamati lewat gelombang gravitasi. Menemukan gelombang ajaib itu berarti membuka jendela baru pengamatan luar angkasa

Apa Itu Gelombang Gravitasi?

Jala Angkasa

Einstein mengatakan, ruang dan waktu bukan dimensi terpisah, melainkan sebuah kesatuan. Ia membayangkannya seperti sebuah jala multidimensi yang bersifat plastis, dapat melengkung atau mengerut bergantung pada massa benda yang ada di dalamnya. Semakin berat benda itu, semakin tajam pula lengkungannya. Ketika sebuah benda berakselerasi, ia akan menimbulkan gelombang seperti riak di permukaan air

Apa Itu Gelombang Gravitasi?

Rahasia Gravitasi

Gravitasi tidak cuma memiliki gaya tarik, tetapi juga menyebabkan gangguan pada ruang waktu atau mengubah arah rambatan cahaya. Pada gambar ini misalnya gaya gravitasi yang dipancarkan sebuah lubang hitam mampu membelokkan cahaya yang dipancarkan galaksi di belakangnya. Lubang hitam juga menghentikan waktu dan dalam dimensi raksasa mampu memicu kerutan pada jala ruang waktu yang dapat dideteksi

Apa Itu Gelombang Gravitasi?

Cahaya Murni

Untuk membuktikannya, ilmuwan mengembangkan interferometer yang bisa mendeteksi perubahan terkecil sekalipun. Alat tersebut berupa sinar laser yang dibagi dua sepanjang empat kilometer. Teorinya karena gelombang gravitasi menyebabkan kerutan pada ruang waktu, panjang sinar laser semestinya juga akan berubah, kendati perubahannya cuma berukuran seperseribu diameter sebuah inti atom.

Apa Itu Gelombang Gravitasi?

Lubang Hitam

Berbekal penemuan tersebut, ilmuwan kini dapat mengamati fenomena lubang hitam di alam semesta dengan lebih akurat. Astronom malah membandingkan penemuan gelombang gravitasi dengan saat ketika Galileo pertama kali menggunakan teleskopnya. Energi yang dipancarkan benturan dua lubang hitam lewat radiasi gravitasi misalnya, tercatat lebih besar ketimbang semua energi yang diproduksi di jagad raya.

Apa Itu Gelombang Gravitasi?

Semesta yang Hilang

Pengetahuan mengenai gravitasi dapat membantu ilmuwan mengungkap misteri terbesar alam semesta, yakni partikel gelap. Partikel kasat mata ini bisa diamati dari gaya gravitasinya yang mempengaruhi pergerakan bintang di wilayah terluar galaksi. Diperkirakan 84,5% dari materi di alam semesta berupa materi gelap.

Fabian Schmidt (as/vlz)


Ikuti kami