Ini Penjelasan Buat Kamu yang Pengen Tahu Tentang Gelombang Gravitasi, Dalam Bahasa yang Mudah Dimengerti

Setelah Higgs Boson mengguncang dunia di tahun 2012 lalu dengan penemuannya atas “Partikel Tuhan”, Kamis pekan lalu para fisikawan kembali dihebohkan oleh penemuan ilmuwan kelompok LIGO.

Penemuan apa lagi nih?

LIGO atau Laser Interferometer Gravitational wave Observatory adalah alat yang diciptakan oleh Rainer Weiss dan LIGO scientific Collaboration untuk mendeteksi sinyal Gelombang Gravitasi, yang telah diprediksi keberadaannya sejak puluhan tahun silam. Hari Kamis pekan lalu, LIGO Scientific Collaboration membuat pengumuman resmi mengenai penemuan gelombang gravitasi. Informasi ini nggak cuma menghebohkan jagat Fisika lho, tapi juga seluruh dunia.

Apa sih gelombang gravitasi itu? Dan apa pengaruhnya terhadap kehidupan manusia?

Jangan sampai kamu ketinggalan info ya, guys. Kalau kamu pusing membaca penjelasan fisikawan yang serba njelimet itu, kali ini Hipwee akan mencoba menjelaskan mengenai penemuan Gelombang Gravitasi ini dengan bahasa yang lebih mudah. Semoga membantu ya 🙂

Gelombang Gravitasi adalah sebuah gaya alam yang mampu mendistorsi ruang dan waktu.

sinyal gelombang gravitasi via trendtek.republika.co.id

Mungkin kamu akan langsung terpikirkan Gaya Gravitasi yang ditemukan oleh Sir Isaac Newton dari peristiwa jatuhnya apel dari pohon. Tapi ini gravitasi yang lain. Secara sederhana, Gelombang Gravitasi atau Gravitational Wave ini merupakan riak-riak di alam semesta yang dapat mempengaruhi atau mendistorsi ruang dan waktu. Gelombang gravitasi ini terjadi akibat persatuan dua bintang dengan massa yang sangat besar, entah itu bintang neutron ataupun black hole.

Apa itu Black Hole?

Untuk kamu yang belum tahu, black hole atau lubang hitam, adalah sebuah benda langit yang masih misterius hingga kini. Benda atau ruang ini memiliki massa yang sangat besar, dan gaya gravitasi yang sangat tinggi sehingga mampu menarik benda-benda di sekelilingnya. Termasuk bumi kita ini. Beberapa ilmuwan menyebutkan bahwa lubang hitam berasal dari planet atau bintang yang sudah mati.

Lalu apa hubungannya lubang hitam dengan penemuan gemilang yang kemarin itu?

Jadi begini, miliaran tahun lalu, dua lubang hitam yang berputar dengan orbit masing-masing, bergerak saling mendekati, hingga akhirnya menyatu. Satu black hole bermassa 29, sedangkan yang lain bermasa 33 kali massa matahari. Ketika bergabung, terbentuklah lubang hitam raksasa yang memiliki masa 62 kali massa matahari. Persatuan dua blackhole ini menciptakan energi gravitasi yang luar biasa, yang gelombangnya terlontar ke segala arah. Gelombang gravitasi ini dapat mempengaruhi ruang dan waktu yang dia lewati. Ruang bisa memanjang atau melebar, dan waktu bisa melambat.

Bulan September tahun 2015 lalu, gelombang gravitasi dari dua black hole yang bertabrakan miliaran tahun lalu itu akhirnya sampai ke Bumi. Efeknya terdeteksi oleh LIGO, dan diumumkan secara resmi 11 Februari lalu.

Berpuluh tahun penelitian, berkali-kali perbaikan alat, akhirnya para ilmuwan mendapat jawaban.

tumbukan dua blackhole yang menciptakan gelombang gravitasi via www.lampost.co

Penelitian atas Gelombang Gravitas ini bukan baru setahun atau dua tahun lho, tapi sudah bertahun-tahun! Tahun 1969, seorang ilmuwan dari University of Marryland, Joe Webber sudah mempublikasikan sebuah penemuan tidak sempurna dari Gelombang Gravitasi berdasarkan detectornya yang disebut The Resonant Bar Antenna. Hasil penelitian Webber ini nggak disambut meriah oleh semua orang, justru malah dikritik habis-habisan dan akhirnya para ilmuwan yang berusaha membuktikan gelombang ini disebut pembohong dan tukang ngayal.

Akhirnya perjuangan Webber dilanjutkan oleh Rainer Weiss, seorang ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology. Karena kesulitan untuk meneruskan penelitian Webber di lingkup kampus, Weiss akhirnya bekerja sendiri untuk mengontruksi alat yang kemudian disebut LIGO. Perjalanan LIGO pun tidak mulus-mulus saja. Weiss dan rekan-rekan harus bekerja keras meyakinan NSF (National Science Foundation) agar memberikan dana penelitian, karena bagaimanapun saat itu orang-orang masih percaya bahwa Gelombang Gravitasi hanya omong kosong saja. LIGO Scientific Collaboration sendiri terdiri dari ilmuwan-ilmuwan yang memiliki ketertarikan di bidang yang sama, dari berbagai lokasi di dunia.

Tiga puluh enam tahun setelah berdiri, dengan berbagai perbaikan di sana-sini, akhirnya LIGO berhasil membuktikan bahwa Gelombang Gravitasi itu ada dan kini bisa diamati dari bumi. Penemuan ini sebenarnya telah terjadi sejak 14 September 2015. Tetapi penemuan itu masih terus diuji berulang-ulang, hingga akhirnya Kamis pekan kemarin mereka mengumumkan secara resmi. Gimana ceritanya?

Gelombang gravitasi ini memang tidak bersuara, tapi dengan sedikit sentuhan teknologi, ilmuwan bisa menerjemahkannya menjadi kicauan semesta.

LIGO via www.ligo.org

Sebagai detector sinyal, LIGO berbeda dengan alat pendahulu Weiss, Joe Webber. Detektor LIGO ini ada dua. Yang pertama terletak di Livingstone, Louisiana, dan satu lagi berada di Hanford, Washington. Di kedua lokasi, detector LIGO berupa sepasang pipa yang tingginya sekitar 12 kaki dari permukaan tanah dipasang secara horizontal sepanjang 2,5 mil.

Weiss membentuk LIGO seperti huruf L. Di cekungan huruf L tersebut, Weiss menaruh laser, sedangkan di kedua ujung pipa ditaruh cermin. Cahaya dari laser akan dihantarkan oleh pipa, kemudian cermin di ujung pipa akan memantulkan cahaya tersebut. Hasil dari pantulan cermin inilah yang kemudian dikirimkan kepada ilmuwan-ilmuwan LIGO. Pipa-pipa tersebut berada dalam kondisi vakum cahaya karena di bagian tube nya sengaja dibuat hampa udara. Jadi kondisi pipa-pipa itu tidak akan berubah, kecuali ada gelombang gravitasi yang melewatinya. Kalau akhirnya gelombang gravitasi melewati salah satu pipa tersebut, maka pipa yang dilewati akan bertambah panjang, sedangkan yang lain menyusut. Perbedaan panjang pipa ini membuat jarak tempuh sinar laser dengan cermin juga lebih jauh, sehingga sinyal yang ditampilkan juga berbeda.

LIGO memiliki keistimewaan dapat mendeteksi getaran yang sangat kecil, sekaligus memilah-milah getaran acak yang berasal dari planet-planet lain di sekitar bumi.

Hingga akhirnya, tanggal 14 September 2015, seorang mahasiswa post-doc, Marco Drago, mendapatkan sinyal pertama dari Gelombang Gravitasi dari transmisi data LIGO saat sedang duduk di depan komputernya di Hannover, Jerman. Sinyal itu berupa garis-garis dengan keuatan gelombang yang semakin lama semakin meningkat kekuatannya. Penelitian lebih lanjut langsung dilakukan terkait dengan sinyal pertama tersebut. Setelah berulang kali dilakukan pengecekan data, ilmuwan yakin bahwa yang terdeteksi pada LIGO benar Gelombang Gravitasi.

Memang sinyal yang diterima berupa garis-garis, tetapi ilmuwan bisa mengkonversinya ke gelombang suara. Sehingga dengan simulasi sederhana, kita bisa mendengarkan ‘kicauan semesta’.

Tapi seratus tahun yang lalu, Albert Einstein sudah tahu soal Gelombang Gravitasi ini.

Albert Einstein via wallpapercave.com

Tapi jauh sebelum LIGO mengumumkan penemuannya, seratus tahun yang lalu, para ilmuwan telah memprediksi adanya gelombang gravitasi ini. Pemikiran Einstein berangkat dari Teori Relativitas miliknya, yang menjelaskan bahwa waktu dipengaruhi oleh massa benda.

Tetapi karena gelombang gravitasi ini sangat kecil kalau sampai ke Bumi, Einstein pun pesimis untuk manusia bisa mendeteksinya. Bahkan beberapa kali Einstein mengubah pernyataannya mengenai ada-tidaknya gelombang ini. Hingga akhir hidupnya, gelombang gravitasi ini masih berupa prediksi saja.

Tapi prediksi Einstein sudah menginspirasi banyak ilmuwan untuk terus mencari pembuktian atas teori relativitas sekaligus Gelombang Gravitasi. Nah, setelah dibuktikan gelombang itu benar-benar ada, apa sih pengaruhnya untuk hidup manusia?

Dengan demikian, ini menjawab pertanyaan kita selama bertahun-tahun: Lubang hitam itu eksis!

blackhole yang penuh misteri via listovative.com

Selama ini keberadaan lubang hitam memang sangat unik. Salah satu alasan kenapa penelitian atas Gelombang Gravitasi tidak mendapat dukungan, adalah bahwa masih banyak ilmuwan yang tidak percaya pada keberadaan Lubang Hitam. Teori keberadaan Lubang Hitam ini sudah muncul sejak abad ke-18. Tapi hingga kini masih belum dapat dibuktikan keberadaanya. Dan kalaupun benar ada, ilmuwan juga belum bisa memastikan apakah yang ada di dalam lubang itu, dan seberapa besar pengaruhnya bagi manusia di Bumi.

Dengan demikian, penemuan ini bukan hanya membuktikan keberadaan dari gelombang gravitasi yang bisa mempengaruhi ruang dan waktu, tapi juga pembuktian bahwa Lubang Hitam juga eksis. Sekali tepuk, dua lalat kena. Hebat nggak sih? Selain itu, pembuktian adanya Gelombang Gravitasi ini juga membawa para ilmuwan selangkah lebih dekat untuk membuktikan relativitas waktu, pemikiran Einstein yang terkenal itu.

Kini kita tak hanya punya Gelombang Elektromagnetik, Gelombang Gravitasi menjadi pintu baru bagi manusia untuk bercakap-cakap dengan Alam.

Eureka!

Selain membuktikan bahwa Lubang Hitam itu ada, dan selangkah lebih maju untuk membuktikan Teori Relativitas Einstein, tidak dipungkiri Gelombang Gravitasi akan membuka pintu baru untuk ilmu pengetahuan akan semesta. Dengan keberhasilan mendeteksi Gelombang Gravitasi ini, manusia bisa meneliti alam semesta, termasuk bintang neutron dan lubang hitam yang super misterius. Bahkan melalui gelombang gravitasi ini, manusia dimungkinkan untuk mengintip awal terbentuknya alam semesta.

We are opening up a window on the universe so radically different from all previous windows that we are pretty ignorant about what’s going to come through. There are just bound to be big surprises.

(Sebenarnya, kita sedang membuka “jendela” yang sangat berbeda dari yang sudah ada selama ini. Karena jendela yang sangat berbeda inilah, kita tak tahu pasti apa yang mungkin terjadi. Yang kita tahu hanya satu: kita akan menemukan banyak kejutan besar.)

– Thorne, salah satu anggota dari LIGO Collaborative, seperti dilansir The New Yorker

Selama ini ilmuwan menyerahkan semuanya pada gelombang elektromagnetik untuk menjelaskan semesta. Gelombang Gravitasi memang tidak bisa menjelaskan semua peristiwa astronomi. Tapi setidaknya gelombang gravitasi bisa menjadi teleskop baru, yang memungkinkan kita untuk ‘bercakap-cakap’ dengan alam.

This is a completely new kind of telescope. And that means we have an entirely new kind of astronomy to explore.

(Anggaplah ini seperti sebuah “teleskop” baru, sebuah cara baru untuk memandang alam semesta. Artinya, kita bisa menggali jauh lebih banyak tentang alam raya dari gelombang gravitasi ini.

– David Reitze, Direktur LIGO Laboratory

Alam raya memang penuh misteri. Rahasianya selalu membuat kita terpana dari masa ke masa.

Setiap penemuan baru tentang alam semesta, membuktikan bahwa apa yang kita ketahui tentang dunia selama ini barulah seujung kuku. Semesta masih terlalu luas dan punya banyak misteri untuk dapat kita jelaskan dalam satu buku, apalagi satu kalimat singkat. Apa yang kita percayai saat ini bisa jadi salah di masa depan, dan tentunya masih banyak rahasia-rahasia yang akan membuat kita tercengang-cengang.

Yuk kita cari dan tunggu rahasia apa lagi yang akan membuat kita terpana 🙂

Kredit Featured Image : http://pics-about-space.com/interstellar-black-hole-gif?p=1