Pada akhir abad ke-17, fisikawan pertama di dunia, Sir Isaac Newton, mengembangkan karya Galileo, mengemukakan bahwa gelombang gravitasi bergerak lebih cepat dari apa pun di alam semesta. Tetapi pada tahun 1915, Einstein memperdebatkan konsep fisika Newton ini ketika ia menerbitkan Teori Relativitas Umum dan menyarankan bahwa tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya, bahkan gelombang gravitasi.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Pentingnya gelombang gravitasi:
- Membuka jendela baru ke dalam kosmos
- Membuktikan teori relativitas umum Einstein
- Membantah teori Newton bahwa peristiwa gravitasi terjadi di mana-mana sekaligus
- Menyebabkan penemuan spektrum gelombang gravitasi
- Dapat menghasilkan perangkat dan teknologi baru yang potensial
Acara Epik
Pada 14 September 2015, ketika gelombang gravitasi terukur pertama mencapai Bumi pada waktu yang sama persis dengan gelombang cahaya. dari tabrakan dua lubang hitam di dekat tepi alam semesta 1,3 miliar tahun yang lalu, teori relativitas umum Einstein terbukti benar. Diukur oleh Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory di AS, detektor Virgo di Eropa dan 70 atau lebih teleskop dan observatorium berbasis ruang dan darat, ini riak membuka jendela ke spektrum gelombang gravitasi – pita frekuensi baru – di mana para ilmuwan dan astrofisikawan sekarang dengan penuh semangat menatap ke seluruh struktur ruang waktu.
Bagaimana Ilmuwan Mengukur Gelombang Gravitasi
Di AS, observatorium LIGO terletak di Livingston, Louisiana dan Hanford, Washington. Bangunan menyerupai L dari atas dengan dua sayap yang membentang 2 1/2 mil dalam arah tegak lurus, berlabuh di inti 90 derajat oleh gedung observatorium yang menampung laser, pemecah sinar, detektor cahaya, dan kontrol kamar.
Dengan cermin yang dipasang di ujung setiap sayap, sinar laser – terbelah dua – mempercepat setiap lengan untuk mengenai cermin di ujung dan memantul kembali hampir seketika ketika tidak mendeteksi gelombang gravitasi. Tetapi ketika gelombang gravitasi melewati observatorium tanpa efek pada struktur fisik, itu mendistorsi medan gravitasi dan meregangkan struktur ruang-waktu sepanjang satu lengan observatorium dan meremasnya di sisi lain, menyebabkan salah satu balok terbelah kembali ke inti lebih lambat dari yang lain, menghasilkan sinyal kecil yang hanya dapat dilakukan oleh detektor cahaya. mengukur.
Kedua observatorium berfungsi pada saat yang sama, meskipun gelombang gravitasi menghantam sedikit berbeda kali, dan memberi para ilmuwan dua titik data di ruang angkasa untuk ditriangulasi dan dilacak kembali ke peristiwa lokasi.
Gelombang Gravitasi Mengguncang Kontinuum Ruang-Waktu
Newton percaya bahwa ketika massa besar bergerak di ruang angkasa, seluruh medan gravitasi juga bergerak secara instan dan mempengaruhi semua benda gravitasi di seluruh alam semesta. Tetapi Teori Relativitas Umum Einstein menyatakan bahwa itu salah. Dia menegaskan bahwa tidak ada informasi dari peristiwa apa pun di ruang angkasa yang dapat bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya – energi dan informasi – termasuk pergerakan benda-benda besar di ruang angkasa. Teorinya malah menyarankan bahwa perubahan medan gravitasi akan bergerak dengan kecepatan cahaya. Seperti melempar batu ke kolam, ketika dua lubang hitam bergabung, misalnya, gerakan mereka dan digabungkan massa memicu peristiwa yang beriak melintasi kontinum ruang-waktu, memperpanjang jalinan ruang waktu.
Gelombang Gravitasi dan Efeknya di Bumi
Pada saat publikasi, total empat peristiwa di mana dua lubang hitam bergabung sebagai satu di lokasi yang berbeda di alam semesta memberi para ilmuwan banyak peluang untuk mengukur gelombang cahaya dan gravitasi di observatorium di sekitar dunia. Ketika setidaknya tiga observatorium mengukur gelombang, dua peristiwa penting terjadi: pertama, para ilmuwan dapat lebih tepat menemukan sumber peristiwa di langit, dan kedua, para ilmuwan dapat mengamati pola distorsi ruang yang disebabkan oleh gelombang dan membandingkannya dengan gravitasi yang diketahui teori. Sementara gelombang ini mendistorsi struktur ruang-waktu dan medan gravitasi, mereka melewati materi dan struktur fisik dengan sedikit atau tanpa efek yang dapat diamati.
Apa yang Akan Terjadi di Masa Depan
Peristiwa epik ini terjadi sesaat sebelum peringatan 100 tahun presentasi Einstein tentang teori relativitas umumnya kepada Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Prusia pada 25 November 1915. Ketika para peneliti mengukur gelombang gravitasi dan cahaya pada tahun 2015, itu membuka bidang studi baru yang terus memberi energi kepada astrofisikawan, fisikawan kuantum, astronom, dan ilmuwan lain dengan hal-hal yang tidak diketahui potensi.
Di masa lalu, setiap kali ilmuwan menemukan pita frekuensi baru dalam spektrum elektromagnetik, misalnya, mereka dan yang lainnya menemukan dan menciptakan teknologi baru yang mencakup perangkat seperti mesin sinar-X, radio dan televisi yang disiarkan dari spektrum gelombang radio bersama dengan walkie-talkie, radio ham, akhirnya ponsel dan banyak perangkat lainnya. perangkat. Apa yang dibawa spektrum gelombang gravitasi ke sains masih menunggu penemuan.