Penemuan Sains Terbesar Abad Ini: Gravitational Waves

Beberapa waktu yang lalu, dunia dihebohkan dengan terobosan baru dalam sains. Sementara kita masih meributkan hak hidup kaum LGBT, para ilmuwan di Amerika berhasil mendeteksi adanya gelombang di ruang-waktu atau gravitational waves.

Setelah sekitar 100 tahun sejak Albert Einstein memprediksi keberadaan gravitational waves (gelombang gravitasi), kini para Ilmuwan di LIGO telah membuktikannya secara nyata. Sekali lagi, prediksi Einstein berdasarkan Teori Relativitas Umum beliau terbukti benar.


Jadi, apa itu gravitational waves?

Sebelumnya, kita perlu memahami bahwa menurut Teori Relativitas Umum, gravitasi adalah kelengkungan (curvature) pada dimensi ruang-waktu akibat adanya massa. Nah, gravitational waves adalah ‘riak’ di ruang-waktu yang merambat dengan kecepatan cahaya sebagai gelombang. Riak tersebut muncul akibat perubahan pada kelengkungan ruang-waktu, misalnya ketika ada benda bermassa yang bergerak. Berbeda dengan gelombang elektromagnetik, gravitational waves tidak merambat melalui medan, melainkan dimensi ruang-waktu itu sendiri.

Gravitational waves umumnya berenergi sangat rendah atau sumbernya sangat jauh dari Bumi, sehingga sulit sekali atau bahkan tidak dapat kita deteksi, meskipun menggunakan detektor yang sensitif sekalipun. Namun, peristiwa-peristiwa kosmis yang dashyat dapat melepas energi dalam jumlah besar, yang kemudian merambat sebagai gravitational waves. Salah satu peristiwa yang demikian adalah ketika dua black hole mengitari satu sama lain dan bertabrakan, seperti yang menjadi sumber gravitational waves yang dideteksi oleh LIGO.
Penemuan gravitational waves ini membuka era baru dalam astronomi dan kosmologi.

Sebelumnya, mari kita tinjau dahulu perkembangan kemampuan manusia dalam mengamati alam semesta.

Sebelum berkembangnya ilmu optik, pengamatan alam semesta masih terbatas pada apa yang dapat kita lihat dengan mata telanjang, seperti bintang dan planet-planet dalam Tata Surya. Perkembangan ilmu dan teknologi dalam bidang optik, membolehkan kita melihat angkasa dengan jauh lebih jelas, misalnya melalui teleskop. Terlebih lagi, sekarang kita juga bisa mendeteksi dan menganalisis gelombang elektromagnetik yang berada di luar spektrum cahaya tampak, seperti sinar gamma dan gelombang radio. Gelombang elektromagnetik menjadi panduan paling andal dalam mengamati alam semesta.

Dengan terbuktinya keberadaan gravitational waves, dapat dikatakan kita memiliki “mata” baru untuk melihat alam semesta. Dibandingkan gelombang elektromagnetik, gravitational waves memiliki keuntungan dalam pengamatan alam semesta; gravitational waves dapat dihasilkan oleh benda bermassa yang tidak memancarkan gelombang elektromagnetik (seperti black hole) dan tidak akan mengalami penghamburan yang signifikan ketika melalui materi. Keunikan ini memungkinkan kita mengamati objek-objek atau peristiwa yang sebelumnya tidak dapat kita amati. Oleh karena itu, pembuktian adanya gravitational waves melahirkan cabang baru dalam astronomi dan astrofisika, yaitu “gravitational-wave astronomy”.

Salah satu peristiwa yang mungkin bisa kita amati melalui gravitational waves adalah masa inflasi Big Bang. Saat ini, kita hanya dapat melihat sampai 380,000 tahun setelah terjadinya Big Bang, yaitu melalui Cosmic Background Radiation (CBR). Kita belum bisa “melihat” apa yang terjadi sebelumnya karena sebelum adanya CBR, gelombang elektromagnetik terhamburkan oleh materi. Dengan mengandalkan gravitational waves, kita bisa memastikan apa yang terjadi sebelum terbentuknya CBR, termasuk peristiwa inflasi.

Selain melihat peristiwa Big Bang, gravitational waves juga berguna untuk mengamati objek-objek bermassa besar yang redup atau tidak memancarkan cahaya, seperti black hole, bintang neutron, dan bintang katai putih. Intinya, gravitational waves menjadi sarana baru bagi para ilmuwan untuk memahami lebih dalam mengenai objek dan peristiwa di jagat raya.

Dengan menganalisis data gravitational waves, banyak pengetahuan baru yang dapat kita peroleh. Beberapa di antaranya adalah kita dapat memvisualisasikan peristiwa yang terjadi jutaan atau miliaran tahun yang lalu. Jika di Bumi kita bisa menjumpai spesimen arkeologi berbentuk tulang dan barang dengan menggunakan cangkul, untuk mengamati ruang angkasa kita mempunyai “alat arkeologi angkasa” untuk menggali yang bernama Advanced LIGO.


Terlihat bahwa gravitational waves akan banyak memiliki kontribusi di bidang astronomi. Namun, apa sih pentingnya gravitational waves? Apa manfaatnya untuk kaum awam seperti kita?

Bila penelitian mengenai gravitational waves dilanjutkan, bukan tidak mungkin bahwa kelak anak-cucu kita merasakan jarak antara Bumi ke Jupiter hanya sebatas jarak dari Jakarta ke London saja.

Anak-cucu kita akan mampu mendapatkan informasi yang lebih mendalam mengenai sesuatu, baik itu tentang luar angkasa, sistem antargalaksi, Tata Surya, dan hal lainnya yang berkaitan dengan astronomi. Sebelum ini, kita telah menjumpai dark matter dan dark energy yang sangat misterius. Dengan gravitational-wave astronomy, mungkin saja kita akan menemukan banyak objek misterius lainnya.

Kemungkinan besar kita juga akan dapat melihat perkembangan alam semesta di masa lampau; dengan kata lain, mempelajari sejarah alam semesta. Misalnya dengan melihat bagaimana sebenarnya ekspansi Big Bang, pembentukan bintang atau lubang hitam sekitar satu miliar tahun yang lalu. Dengan gravitational waves, mungkin saja misteri pembentukan alam semesta ini akan terpecahkan. Tentu hal seperti ini kiranya dianggap penting meskipun oleh kaum awam, bukan?

Dan juga, dengan terbuktinya keberadaan gravitational waves tidak mustahil anak-cucu kita akan dapat menikmati wormhole ciptaan manusia seperti di film Interstellar.


Walaupun demikian, mungkin bagi Anda penemuan gravitational waves bukanlah sesuatu yang spesial. Apa pentingnya penemuan macam ini? Tidak ada manfaatnya bagi kehidupan sehari-hari kita, bukan? Well, bagi beberapa orang, penemuan baru yang berkaitan dengan alam semesta memiliki pesona tersendiri. Pemahaman akan misteri-misteri alam semesta mengundang rasa kagum.

Namun, bagi sebagian orang, mengurusi kehidupan orang lain—terutama kaum LGBT—mungkin jauh lebih seru…


Bagaimana langkah pengkajian gravitational waves

Video berikut menjelaskan secara rinci dan sederhana untuk kita yg masih awam mengenai hal tersebut: http://youtu.be/tlch-DWaQE0

19 Februari 2016
Resedivis_ dan Cosmos
@ Perspektif
All Rights Reserved


Further readings:
https://www.ligo.caltech.edu/page/what-are-gw
http://www.physics.org/article-questions.asp?id=138
http://www.space.com/31945-gravitational-wave-detection-black-holes-science.html
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.061102

Sumber gambar:

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s