Friday, February 12, 2016

Deteksi Gelombang Gravitasi Verifikasi Albert Einstein

Penelitian ~ Gelombang gravitasi dari lubang hitam memverifikasi prediksi Albert Einstein. Eksperimen LIGO melaporkan deteksi pertama denyut ruang-waktu yang membuka jendela baru kosmos.

Mendengarkan riak ruang-waktu yang diproduksi oleh acara tabrakan lubang hitam tak terelakkan menggenapkan 100 tahun setelah Albert Einstein meramalkan adanya gelombang gravitasi yang selama ini sulit dipahami.

Tremor adalah konfirmasi klimaks atas banyak pekerjaan teoritis termasuk Teori Relativitas Umum yang memprediksi gelombang gravitasi di mana Einstein sendiri tidak pernah percaya muncul pada lubang hitam.

Gravitasi membengkak berasal lebih dari 400 megaparsec atau 1,3 miliar tahun cahaya dari Bumi di mana tarian kecepatan tinggi 2 lubang hitam konvergen mengguncang fondasi planet, bintang dan galaksi.

Ketika bernyanyi sebagai suara yang dapat didengar, ombak tak salah lagi kicauan nada meninggi dengan cepat diikuti penurunan seperti pola radiasi bergabung. Sinyal nyaring yang terekam terjadi 600 juta dan 1,8 miliar tahun lalu.

Temuan segera menjadi kandidat Hadiah Nobel dan tidak hanya sekedar hubungan ekologi, bukti mendukung prediksi utama Teori Relativitas Umum Einstein tahun 1915 dan Isaac Newton di sisi lain.

Para ilmuwan di Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory atau Advanced LIGO pada akhirnya mendeteksi getaran kain kosmik ruang dan waktu yang membuka jalan baru untuk menjelajahi alam semesta.


"Ladies and gentlemen, kami telah mendeteksi gelombang gravitasi," kata David Reitze, direktur eksekutif Laboratorium LIGO, mengatakan pada konferensi pers di Washington DC.

Saat membuka jendela baru kosmologi, para ilmuwan dapat melihat hal-hal yang tidak pernah terlihat sebelumnya. Gelombang gravitasi memungkinkan melihat alam semesta tidak hanya menggunakan cahaya, tapi juga dengan gravitasi.

Gelombang gravitasi dapat mengekspos rincian bercak darah lubang hitam, mayat bintang dan fenomena ekstrim lain yang tidak dapat disaksikan menggunakan teleskop tradisional bahwa era gelombang gravitasi astronomi telah dimulai.

Merger lubang hitam adalah peristiwa kekerasan yang memancarkan banyak energi dalam bentuk gelombang gravitasi dibandingkan semua bintang di alam semesta sebanyak cahaya dalam jumlah waktu yang sama.

Deteksi pada tanggal 14 September 2015 atau 4 hari pengamatan resmi setelah upgrade observatorium baru senilai US$200 juta mencolok emas sehingga cepat memunculkan harapan dengan kesibukan setelah penampakan.

Ledakan sekilas gelombang tiba di Bumi setelah 2 lubang hitam jauh bermassa 36 dan 29 kali Matahari yang berputar ke arah satu sama lain dan menyatu. Jika Isaac Newton benar maka massa 2 lubang hitam memberi kekuatan yang menarik benda bersama-sama.


Tapi relativitas umum menyatakan merger lubang hitam karena massa menjorok struktur ruang dan waktu yang memancarkan radiasi gravitasi. Riak gravitasi adalah getaran yang menyebar ke segala arah dengan kecepatan cahaya.

Osilasi yang dimulai pada 35 siklus per detik (hertz) dan cepat meningkat menjadi 250 hertz kemudian menjadi kacau dan cepat mereda semuanya berakhir dalam waktu seperempat detik.

Detektor LIGO di Hanford dan Livingston baru diaktifkan kembali setelah 5 tahun upgrade masing-masing terdiri dari laser kuat yang terbagi dalam 2 interferometer tegak lurus dengan panjang beam 4 kilometer.


Krusial bahwa 2 detektor melihatnya di sekitar waktu terpaut 7 milidetik kemudian. Delay yang merupakan indikasi bagaimana gelombang menyapu Bumi. Dua detektor lain di Eropa tidak beroperasi waktu itu.

Ketika permukaan gravitasi ruang-waktu tenang, beam bergabung di persimpangan dan membatalkan satu sama lain. Palung gelombang 1064 nanometer dalam satu berkas benar-benar meniadakan puncak gelombang kedua.

Gangguan gravitasi sepasang lubang hitam mendistorsi ruang-waktu yang memukul salah satu lengan detektor saat peregangan yang lain. Ketika beam digabungkan, cahaya tidak lagi cocok dengan sempurna.


Kedua fasilitas LIGO mendaftar sinyal hampir persis pada saat yang sama bahwa pulsa kecepatan cahaya dari luar angkasa daripada getaran yang bergerak lebih lambat seperti gempa bawah tanah atau gemuruh di sepanjang jalan raya.

Pengumuman LIGO datang dalam kenangan Relativitas Umum Einstein pada November 1915 dan prediksi gelombang gravitasi pada Juni 1916, meskipun ia harus memperbaiki persamaan matematika 2 tahun kemudian.

Teori Relativitas Umum Einstein memprediksi bahwa setiap peristiwa kosmik yang mengganggu struktur ruang-waktu dengan kekuatan cukup harus menghasilkan riak gravitasi yang merambat melalui alam semesta.

Joseph Taylor dan Russell Hulse di University of Massachusetts Amherst memenangkan Nobel Fisika tahun 1993 yang menyimpulkan emisi gelombang gravitasi berdasarkan gerakan mayat bintang neutron dan pendamping yang mengorbit.

Pada tahun 1974, Taylor dan Hulse secara tidak langsung membenarkan dengan menonton radio berkedip yang dipancarkan dalam pergeseran waktu cocok prediksi Einstein tentang bagaimana gelombang gravitasi membawa energi.

Tapi deteksi langsung harus menunggu sensitivitas yang dicapai Advanced LIGO. Interferometer kembar membangkitkan laser di antara cermin setiap ujung pipa. Gelombang gravitasi yang melintas menyebabkan sinar laser bergeser sedikit tidak sinkron.


US National Science Foundation mendanai mesin yang dirancang dan dibangun oleh tim California Institute of Technology (Caltech) di Pasadena dan Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge.

Kip Thorne dan Ronald Drever di Caltech bersama dengan Rainer Weiss di MIT adalah penggagas asli. Lebih dari 1000 ilmuwan berkolaborasi di LIGO. Peneliti berharap menyelidiki alam yang sama sekali baru dalam fisika termasuk segala sesuatu di awal alam semesta.

Jurnal : B. P. Abbott et al. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger, Physical Review Letters, 11 February 2016, DOI:10.1103/PhysRevLett.116.061102




Sejarah Pencarian Gelombang Gravitasi

1915 - Albert Einstein menerbitkan Teori Relativitas Umum, menjelaskan gravitasi menyapu ruang-waktu oleh massa atau energi.

1916 - Einstein memprediksi benda besar yang berputar-putar dalam cara tertentu menyebabkan riak ruang-waktu.

1936 - Einstein menulis dalam sebuah naskah keraguannya. Gelombang tidak ada sampai reviewer menunjukkan kesalahan pendapatnya.

1962 - Fisikawan Rusia ME Gertsenshteyn dan VI Pustovoit mempublikasikan metode optik untuk mendeteksi gelombang gravitasi. Tidak ada konfirmasi

1969 - Joseph Weber mengaku deteksi gelombang gravitasi menggunakan silinder aluminium besar. Gagal direplikasi.

1972 - Rainer Weiss dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge mengusulkan metode optik untuk mendeteksi.

1974 - Para astronom menemukan pulsar yang mengorbit bintang neutron tampaknya melambat karena radiasi gravitasi. Mendapat Nobel.

1979 - National Science Foundation (NSF) mempelajari proposal Caltech dan MIT kembangkan desain LIGO.

1990 - NSF setuju mendanai US$250 juta untuk eksperimen LIGO.

1992 - Washington dan Louisiana situs fasilitas LIGO. Konstruksi dimulai 2 tahun kemudian.

1995 - Konstruksi pembangunan detektor GEO600 di Jerman yang berpartner dengan LIGO dan mulai mengambil data tahun 2002.

1996 - Konstruksi pembangunan detektor VIRGO di Italia dan dimulai pengambilan data tahun 2007.

2002-2010 - LIGO tidak menemukan deteksi.

2007 - LIGO dan VIRGO setuju berbagi data dan membentuk jaringan global.

2010-2015 - Upgrade US$205 juta detektor LIGO.

2015 - Advanced LIGO mulai berjalan hingga September.

2016 - Pada tanggal 11 Februari NSF dan tim LIGO mengumumkan deteksi gelombang gravitasi.
Tinuku
Bagikan :

No comments:

Post a Comment