Apa Itu Gelombang Gravitasi?

Ilustrasi Gelombang Gravitasi (Foto: Vimeo)

Untuk pertama kalinya para ilmuwan melihat gelombang gravitasi dan cahaya berasal dari peristiwa kosmik yang sama, yakni tabrakan antara dua bintang neutron, benda langit yang memancarkan cahaya.

Penemuan tersebut diungkapkan dalam konferensi pers di Washington DC, Amerika Serikat, pada Senin (16/10/2017) siang waktu setempat atau Senin malam waktu Indonesia. Konferensi pers yang diadakan para ilmuwan dari Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) dan Virgo itu terkait adanya gelombang gravitasi yang terdeteksi pada 17 Agustus 2017.

Rencana konferensi pers itu sendiri sebelumnya sempat membuat heboh publik internasional sejak pertama diumumkan. Sebab, terdeteksinya gelombang gravitasi merupakan suatu pencapaian besar di bidang ilmu pengetahuan dan terobosan penting khususnya di bidang fisika dan astronomi.

Saking pentingnya, tiga pendiri sekaligus peneliti LIGO yang merupakan tokoh kunci dalam pendeteksian pertama gelombang gravitasi pada tahun 2015 , dinobatkan sebagai pemenang hadiah Nobel Fisika 2017.

Tapi ketika para ilmuwan menyambut penemuan tersebut dengan penuh kegembiaran, bahkan gegap gempita, masyarakat awam masih mengerutkan dahi dan bertanya-tanya apa sebenarnya gelombang gravitasi itu? Bagaimana gelombang tersebut bisa terdeteksi? Dan apa pentingnya penelitian gelombang itu?

Ilustrasi Gelombang Gravitasi (Foto: NASA)

Untuk memahami gelombang gravitasi, kita perlu kembali ke tahun 1916 saat Einstein mengatakan bahwa alam semesta merupakan kain empat dimensi, dan di dalam ruang-waktu alam semesta terdapat gelombang-gelombang gravitasi.

Lebih lanjut, ilmuwan yang meraih hadiah Nobel Fisika 1921 itu mengatakan bahwa gelombang-gelombang gravitasi merupakan kerut-kerut pada kain empat dimensi tersebut.

Menurut dia, kerutan atau gelombang gravitasi tersebut dapat dihasilkan oleh objek apa pun yang ada di alam semesta yang mengalami perubahan kecepatan dan arah.

Jadi, jika didefinisikan secara lebih sederhana, gelombang gravitasi adalah gangguan atau riak di alam semesta yang bisa dibayangkan sebagai kerut pada kain atau riak yang terbentuk di kolam tenang ketika kita mencelupkan dan menarik jari tangan kita ke dalamnya.

Namun, gelombang gravitasi sangatlah misterius sehingga tak seorang pun bisa melihat, mendengar, atau merasakannya. Bahkan saat merumuskan keberadaan gelombang gravitasi, Einstein pun tak yakin apakah gelombang tersebut dapat diamati atau tidak.

Sekitar seratus tahun kemudian, tepatnya pada September 2015, barulah para peneliti LIGO berhasil mendeteksi gelombang gravitasi untuk pertama kalinya. Deteksi tersebut telah membenarkan penyataan yang sudah diucapkan Einstein seabad lalu, dan membuktikan bahwa gelombang gravitasi ternyata bisa diamati dan dipelajari dengan menggunakan alat tertentu.

Alat apa yang digunakan dan bagaimana gelombang gravitasi bisa terdeteksi?

Pada prinsipnya, ketika gelombang gravitasi melewati suatu benda, ia akan membuat benda tersebut sedikit berubah bentuk. Benda tersebut akan memuai dan memampat sesuai arah dari gelombang gravitasi tersebut.

Sifat gelombang gravitasi itulah yang dideteksi LIGO, fasilitas yang terdiri atas pipa vakum sepanjang puluhan kilometer dan instrumen penembak laser. Dalam fasilitas LIGO, terdapat detektor yang sangat sensitif dan sangat selektif, yang hanya diperuntukkan mendeteksi keberadaan gelombang gravitasi, bukan gelombang-gelombang lain.

Hingga saat ini setidaknya terdapat empat sistem pendeteksi gelombang gravitasi, yakni LIGO di Amerika Serikat, Virgo di Italia, GEO600 di Jerman, dan TAMA300 di Jepang.

Banyak hal belum terungkap di semesta. (Foto: Thinkstock)

Lalu apa pentingnya pendeteksian gelombang gravitasi?

Pendeteksian gelombang gravitasi dianggap telah membuka era baru dunia astronomi dan astrofisika. Sebab, dengan dideteksinya gelombang tersebut, kita dapat mempelajari secara lebih dalam kejadian-kejadian yang pernah terjadi di alam semesta.

Sebagai contoh, gelombang gravitasi yang terdeteksi pada September 2015 lalu merupakan gelombang yang terbentuk akibat tabrakan antara dua lubang hitam. Sedangkan gelombang gravitasi yang terdeteksi pada 17 Agustus 2017 terbentuk akibat tabrakan dua bintang neutron.

Dengan adanya penelitian terkait gelombang-gelombang gravitasi tersebut, kita bisa mengetahui bahwa di alam semesta pernah terjadi tabrakan antarlubang hitam maupun tabrakan antarbintang neutron.

Khusus untuk gelombang gravitasi yang terbentuk akibat tabrakan bintang neutron ini, diketahui menghasilkan emas, platina, dan unsur-unsur kimia berat lainnya yang kini terdapat di Bumi.

Penjelasan asal usul sejumlah unsur kimia di Bumi yang telah menjadi teka-teki selama puluhan tahun pun akhirnya terungkap berkat penelitian gelombang gravitasi itu.