The Associated Press
Para ilmuwan untuk pertama kalinya mengobservasi riak samar disebabkan oleh gerakan lubang hitam yang meregang dan meremas segala sesuatu di alam semesta.
Mereka melaporkan pada Rabu (28/6) bahwa mereka dapat “mendengar” apa yang disebut gelombang gravitasi frekuensi rendah-perubahan dalam struktur alam semesta diciptakan oleh objek-objek besar yang bergerak dan bertabrakan di ruang angkasa.
“Ini benar-benar pertama kalinya kami memiliki bukti tentang gerakan skala besar dari segala sesuatu di alam semesta,” kata Maura McLaughlin, salah satu direktur NANOGrav, kolaborasi penelitian yang mempublikasikan hasilnya di The Astrophysical Journal Letters.
Einstein meramalkan bahwa ketika benda-benda yang sangat berat bergerak melintasi ruang angkasa, yaitu struktur alam semesta kita, mereka menciptakan riak-riak yang menyebar melalui struktur tersebut. Para ilmuwan terkadang mengibaratkan riak ini sebagai musik latar alam semesta.
Pada 2015, para ilmuwan menggunakan eksperimen bernama LIGO guna mendeteksi gelombang gravitasi untuk pertama kalinya dan menunjukkan bahwa Einstein benar. Namun sejauh ini, metode tersebut hanya mampu menangkap gelombang pada frekuensi tinggi, jelas anggota NANOGrav, Chiara Mingarelli, seorang astrofisikawan di Universitas Yale.
“Kicauan” cepat tersebut berasal dari momen-momen tertentu ketika lubang hitam yang relatif kecil dan bintang mati bertabrakan satu sama lain, kata Mingarelli.
Dalam penelitian terbaru, para ilmuwan mencari gelombang pada frekuensi yang jauh lebih rendah. Riak yang lambat ini bisa memakan waktu bertahun-tahun atau bahkan puluhan tahun untuk berputar naik dan turun, dan mungkin berasal dari objek terbesar di alam semesta: lubang hitam supermasif yang massanya milyaran kali massa matahari.
Galaksi-galaksi di seluruh alam semesta terus-menerus bertabrakan dan bergabung bersama. Ketika hal ini terjadi, para ilmuwan percaya bahwa lubang hitam yang sangat besar di pusat-pusat galaksi ini juga bersatu dan terkunci dalam sebuah tarian sebelum akhirnya saling bertabrakan satu sama lain, jelas Szabolcs Marka, astrofisikawan dari Columbia University yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
Lubang hitam memancarkan gelombang gravitasi saat mereka berputar-putar dalam pasangan ini, yang dikenal sebagai binari.
“Lubang hitam supermasif yang saling mengorbit satu sama lain secara perlahan dan tenang merupakan tenor dan bass dalam opera kosmik,” kata Marka.
Tak ada instrumen di Bumi yang bisa menangkap riak dari galaksi-galaksi raksasa ini. Jadi, “kami harus membuat detektor yang kira-kira seukuran galaksi,” kata peneliti NANOGrav, Michael Lam dari SETI Institute.
Hasil yang dirilis minggu ini mencakup data selama 15 tahun dari NANOGrav, yang menggunakan teleskop di seluruh Amerika Utara untuk mencari gelombang tersebut. Tim pemburu gelombang gravitasi lainnya di seluruh dunia juga mempublikasikan penelitian, termasuk di Eropa, India, Tiongkok dan Australia.
Para ilmuwan mengarahkan teleskop ke bintang-bintang mati disebut pulsar, yang memancarkan kilatan gelombang radio ketika mereka berputar di angkasa seperti mercusuar.
Semburan ini sangat teratur sehingga para ilmuwan tahu persis kapan gelombang radio seharusnya tiba di planet kita-“seperti jam yang berdetak dengan teratur di ruang angkasa,” kata anggota NANOGrav, Sarah Vigeland, seorang astrofisikawan dari University of Wisconsin-Milwaukee. Namun, ketika gelombang gravitasi membengkokkan struktur ruang angkasa, gelombang tersebut benar-benar mengubah jarak antara Bumi dan pulsar-pulsar tersebut, sehingga mengubah detak yang sudah teratur.
Dengan menganalisis perubahan kecil pada detak denyut pulsar yang berbeda-dengan beberapa denyut yang datang lebih cepat dan yang lainnya datang lebih lambat, para ilmuwan bisa mengetahui kalau ada gelombang gravitasi yang melewatinya.
Tim NANOGrav memantau 68 pulsar di seluruh langit dengan menggunakan Green Bank Telescope di Virginia Barat, teleskop Arecibo di Puerto Rico, dan Very Large Array di New Mexico. Tim lain juga menemukan bukti yang sama dari puluhan pulsar lainnya yang dipantau dengan teleskop di seluruh dunia.
Sejauh ini, metode ini belum dapat melacak dari mana tepatnya gelombang frekuensi rendah ini berasal, kata Marc Kamionkowski, seorang astrofisikawan di Johns Hopkins University yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
Sebaliknya, penelitian ini mengungkap dengungan konstan yang ada di sekitar kita-seperti saat Anda berdiri di tengah-tengah pesta, “Anda akan mendengar semua orang berbicara, tetapi Anda tidak akan mendengar apa pun secara khusus,” kata Kamionkowski.
Suara latar belakang yang mereka temukan “lebih keras” daripada yang diperkirakan oleh beberapa ilmuwan, kata Mingarelli. Ini bisa berarti ada lebih banyak, atau lebih besar, penggabungan lubang hitam yang terjadi di luar angkasa daripada yang kita duga-atau menunjukkan sumber gelombang gravitasi lain yang bisa menantang pemahaman kita tentang alam semesta.
Para peneliti berharap dengan terus mempelajari gelombang gravitasi semacam ini, kita bisa mempelajari lebih banyak lagi objek-objek terbesar di alam semesta. Hal ini dapat membuka pintu baru untuk “arkeologi kosmik” yang dapat melacak sejarah lubang hitam dan galaksi-galaksi yang bergabung di sekeliling kita, kata Marka.
“Kami mulai membuka jendela baru di alam semesta,” kata Vigeland.
Oleh Maddie Burakoff
