Gelombang Gravitasi yang Menjadi ‘Suara Alam Semesta’

Sinyal gelombang gravitasi akan terdengar seperti ketukan samar di pintu kita ketika pesawat televisi dihidupkan dan telepon berdering dalam waktu yang bersamaan.

Einstein pernah menulis tentang ini, dan kita masih mencarinya – gelombang gravitasi, riak kecil dalam struktur ruang-waktu, yang secara umum dianggap sebagai suara alam semesta kita. Sama seperti suara yang melengkapi penglihatan dalam kehidupan kita sehari-hari, gelombang gravitasi pun melengkapi pandangan kita tentang alam semesta yang diperoleh dengan teleskop standar.

Albert Einstein memprediksi gelombang gravitasi di tahun 1918. Saat ini, hampir 100 tahun kemudian, detektor gelombang gravitasi canggih tengah dibangun di AS, Eropa, Jepang dan Australia untuk mencari mereka.

Sementara setiap gerak menghasilkan gelombang gravitasi, suatu sinyal yang cukup keras untuk dideteksi membutuhkan gerakan massa yang besar dengan kecepatan yang ekstrim. Sumber-sumber kandidat utama adalah penyatuan dua bintang neutron: dua tubuh, masing-masing dengan massa yang sebanding dengan massa matahari kita, saling berhadapan dengan berputar secara spiral satu sama lain dan bergabung dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.

Peristiwa seperti itu jarang terjadi, hanya sekali per ratusan ribu tahun per galaksi. Oleh karena itu, untuk bisa mendeteksi sinyalnya, detektor haruslah cukup sensitif untuk mendeteksi sinyal pada jarak satu miliar tahun cahaya jauhnya dari Bumi. Ini menimbulkan tantangan besar dalam hal teknologi. Pada jarak tersebut, sinyal gelombang gravitasi akan terdengar seperti ketukan samar di pintu kita ketika pesawat televisi dihidupkan dan telepon berdering dalam waktu yang bersamaan.

Sedangkan sumber-sumber kebisingan sangat banyak, mulai dari kebisingan seismik yang dihasilkan dari gempa kecil atau bahkan gelombang laut yang jauh. Lantas, bagaimana kita bisa tahu bahwa kita telah mendeteksi gelombang gravitasi dari ruang angkasa ketimbang suara pohon tumbang atau knalpot truk?

Itulah sebabnya, selama bertahun-tahun para astronom telah mencari sinyal cahaya elektromagnetik potensial yang akan menemani atau mengikuti gelombang gravitasi. Sinyal ini akan memungkinkan kita untuk “melihat melalui lubang intip” setelah mendengar ketukan samar di pintu, dan memverifikasi bahwa memang ada “seseorang” di situ. Dalam sebuah artikel yang baru saja dipublikasikan dalam Nature, Prof. Tsvi Piran, Profesor Universitas Schwarzmann di Universitas Ibrani Yerusalem, dan Dr. Ehud Nakar dari Universitas Tel Aviv, menjelaskan bahwa mereka telah menemukannya.

Mereka mencatat bahwa material antarbintang yang mengelilinginya akan memperlambat kecepatan puing-puing yang dikeluarkan pada kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya selama penggabungan dua bintang neutron. Panas yang dihasilkan selama proses ini akan terpancar sebagai gelombang radio. Suar kuat radio yang dihasilkan akan berlangsung selama beberapa bulan dan akan terdeteksi dengan teleskop radio saat ini dari jarak miliaran tahun cahaya jauhnya.

Pencarian sinyal radio tentu akan terjadi setelah deteksi masa depan, atau bahkan deteksi tentatif gelombang gravitasi. Namun, sebelum detektor gelombang gravitasi dioperasionalkan, yang diharapkan bisa terwujud di tahun 2015, para astronom radio diarahkan untuk mencari suar unik tersebut.

Dalam artikelnya, Nakar dan Piran menunjukkan bahwa transien radio yang tak teridentifikasi, yang terobservasi pada tahun 1987 oleh Bower dan lain-lain, memiliki semua karakteristik seperti yang dimiliki suar radio dan mungkin sebenarnya itu adalah deteksi langsung pertama penggabungan bintang neutron biner dengan cara ini.

Penelitian Dr. Nakar didukung Pendanaan Reintegrasi Internasional dari Uni Eropa dan hibah dari Yayasan Sains Israel dan Alon Fellowship. Penelitian Prof. Piran didukung Advanced European Research Council dan Pusat Astrofisika Energi Tinggi dari Yayasan Sains Israel.

Kredit: The Hebrew University of Jerusalem
Jurnal: Ehud Nakar, Tsvi Piran. Detectable radio flares following gravitational waves from mergers of binary neutron stars. Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature10365

faktailmiah.com