SERATUS TAHUN MENUNGGU RAMALAN EINSTEIN

SERATUS TAHUN MENUNGGU RAMALAN EINSTEIN

Oleh: Jum’an

Menurut teori relativitas umum Einstein ruang yang berdimensi tiga dan waktu bukanlah dua fenomena yang terpisah dan berdiri sendiri-sendiri. Waktu merupakan dimensi ke empat dalam kerangka ruang-waktu. Seperti sebuah pita film, potongan-potongan waktu menggambarkan seorang berlari melalui ruang tiga dimensi. Masing-masing potongan juga menunjukkan saat ketika peristiwa itu terjadi dalam aliran waktu. Secara bersama, ruang dan waktu membentuk arena empat-dimensi di mana semua hal ada dan terjadi. Menurut Isaac Newton, bumi beredar mengelilingi matahari karena matahari mempunyai gravitasi yaitu gaya (kekuatan) tarik yang dimiliki oleh setiap benda yang mempunyai massa. Menurut Einstein gravitasi bukanlah gaya tarik menarik antara benda-benda, tetapi merupakan konsekuensi dari bangunan ruang-waktu yang terdistorsi.

Setiap benda dan energi mendistorsi ruang-waktu sesuai besarnya massa benda itu. Seperti bola bowling yang diletakkan di atas permukaan trampolin, ia akan memberati kanvas dan menyebabkan terjadinya lengkungan, demikian pula planet-planet dan bintang menyebabkan struktur ruang-waktu melengkung. Sebuah kelereng yang bergerak sepanjang trampolin akan terbelokkan ke arah bola bowling itu. Begitu juga planet-planet mengorbit sekeliling matahari bukan karena gaya tarik matahari; mereka mengikuti lengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh matahari. Jika sebuah benda mengalami percepatan, ia akan menciptakan riak pada ruang-waktu, seperti perahu menyebabkan riak di atas air. Riak ruang-waktu ini disebut gelombang gravitasi yang sangat kecil hingga sulit diamati. Riak gelombang ini merambat keluar seantero alam raya dengan kecepatan cahaya. Kita hanya mungkin mengamati gelombang gravitasi bila terjadi peristiwa hebat seperti ledakan bintang atau tabrakan antara dua black hole. Eistein sendiri pesimis bahwa orang akan dapat mengamati gelombang gravitasi.

Satu abad setelah Einstein menerbitkan teori relativitas umumnya (1915), para ilmuwan baru dapat mendeteksi gelombang gravitasi yang diramalkannya. Riak dari ruang-waktu itu terjadi akibat tabrakan dua black hole supermasif sekitar 1,3 milyar tahun lalu yang masing-masing mempunyai massa 30an kali massa matahari. Gelombang gravitasi yang terjadi menembus segala sesuatu, melaju melalui alam semesta dengan kecepatan cahaya selama 1,3 milyar tahun dan mencapai Bumi pada bulan September 2015 yang lalu.  Lalu bagaimana para ilmuwan dapat mendeteksinya?

Setelah melakukan trial and error selama 50 tahun dan menyempurnakan perangkat instrumen yang begitu sensitif selama 25 tahun, para ilmuwan berhasil mengidentifikkasi distorsi dalam ruang-waktu sebesar seperseribu inti atom atau sepersejuta diameter rambut manusia, menggunakan fasilitas riset LIGO di Washington, yang dibangun khusus untuk mengamati gelombang gravitasi. LIGO adalah sebuah interferometer, yang terdiri dari dua lengan (berupa tabung vakum berdiameter 1,2 m) berbentuk huruf L masing-masing sepanjang 4 km, dan sinar laser yang dipecah dua yang diarahkan dan dipantulkan oleh cermin pada kedua ujung lengan. Ketika ada gelombang gravitasi yang melintas, maka meregang dan mengerutnya ruang-waktu akan merubah panjang lengan tadi. Itulah tanda adanya gelombang gravitasi yang melintas. Perubahan panjang lengan sebenarnya kecil - sekitar sepersejuta lebar rambut manusia. Karena banyaknya gangguan yang menyulitkan pengamatan (getaran tanah, fluktuasi jaringan listrik dan suara-suara) maka untuk memaksimalkan sesitivitas, hampir setiap aspek dari desain detektor LIGO telah ditingkatkan selama beberapa tahun.

Pada tanggal 14 September 2015 lalu, tepatnya pada jam 5. 51 pagi, LIGO mendeteksi adanya gelombang gravitasi. Mereka mendengar suara dari dua black hole yang bertabrakan sebagai bunyi “cericit” selama seperlima detik. Keberhasilan mendeteksi mengkerutnya ruang-waktu diatas merupakan upaya raksasa yang melibatkan berbagai pihak. Para ilmuwan, peneliti, universitas serta laboratorium di berbagai negara maju seperti Amerika, Inggris, Jerman, Rusia dll. Fasilitas LIGO di AS saja dibangun dengan dana 620 juta dolar dan biaya operasi 30 juta dolar pertahun serta melibatkan lebih dari 1000 ilmuwan dari universitas di seluruh Amerika dan 14 negara lainnya. Alangkah menakjubkannya! Seorang yang tinggal di bumi dapat merasakan tubuh yang sebenarnya dari alam raya sedikit mengembang dan mengempis karena tabrakan dua black hole lebih dari satu milyar tahun yang lalu!

Kata para ahli, untuk pertama kali alam raya menyapa kita melalui gelombang gravitasi; deteksi langsung pertama gelombang gravitasi, deteksi langsung pertama black hole dan konfirmasi teori relativitas umum Einstein karena ciri-ciri black hole tepat sepertiyang diramalkannya. Juga memungkinkan para astronom menyelidiki bagian gelap alam raya- bagian mayoritas  kosmos yang tak terlihat oleh teleskop cahaya yang digunakan saat ini. Dan banyak lagi. Semua menyambut kagum dan berharap!