Tanda Kosmik Mengguncang Bumi Setelah 7 Miliar Tahun

Jakarta –

Interpretasi saat-saat terakhir sebelum penggabungan dua lubang hitam (Kolaborasi LIGO-VIRGO)

Bayangkan energi yang setara dengan delapan Matahari dilepaskan dalam sekejap mata.

Ini adalah “gelombang kejut” gravitasi yang disebarkan oleh kombinasi terbesar yang pernah diamati antara dua lubang hitam di luar angkasa.

Sinyal yang dihasilkan oleh peristiwa ini membutuhkan waktu sekitar tujuh miliar tahun untuk mencapai Bumi, dan efeknya masih cukup kuat untuk menggetarkan detektor laser di Amerika Serikat dan Italia pada Mei tahun lalu.

Para peneliti mengatakan bahwa lubang hitam yang bertubrukan menghasilkan sepotong energi yang 142 kali massa matahari.

Peristiwa ini penting bagi ilmu pengetahuan yang telah lama mendeteksi adanya jejak lubang hitam yang berukuran sedikit lebih kecil atau bahkan sangat besar.

Pengamatan baru ini juga menghasilkan kelas baru yang disebut lubang hitam berukuran sedang di kisaran 100 hingga 1.000 matahari (atau matahari).

Analisis ini adalah temuan terbaru dari kolaborasi internasional LIGO-VIRGO, yang mengoperasikan tiga sistem pendeteksi gelombang gravitasi yang sangat sensitif di Amerika dan Eropa.

Apa itu lubang hitam?

• Lubang hitam adalah suatu location di luar angkasa yang zatnya mengalami keruntuhan dengan sendirinya
• Tarikan gravitasi sangat kuat sehingga tidak ada cahaya yang bisa lolos
• Lubang hitam akan muncul dari ledakan bintang-bintang besar tertentu
• Tetapi beberapa lubang hitam ini sangat besar dan bahkan jutaan kali massa Matahari kita
• Bagaimana monster-monster ini – yang ditemukan di pusat galaksi – terbentuk tidak diketahui
• Lubang hitam dideteksi dari cara mereka mempengaruhi lingkungannya
• Mereka menghasilkan gelombang gravitasi yang dapat diamati saat mereka berputar satu sama lain

Perangkat interferomenter laser gabungan dapat “mendengar” getaran dalam ruang-waktu yang dihasilkan oleh peristiwa kosmik yang dahsyat – dan pada 21 Mei 2019, semuanya merespons sinyal tajam dari fusi lubang hitam yang hanya berlangsung selama sepuluh detik.

Algoritme komputer menjawab bahwa sumber sinyal berasal dari dua lubang hitam lingkaran – satu dengan massa 66 kali matahari, dan yang lainnya dengan 85 massa matahari.

Jarak lelehnya diperkirakan setara dengan 150 miliar triliun kilometer.

“Ini sangat mengejutkan,” kata Prof Nelson Christensen dari Cte d’Azur Observatory di Prancis.

“Sinyal ini telah beredar selama tujuh miliar tahun. Jadi peristiwa ini terjadi ‘sebelum separuh waktu’ untuk Semesta, dan sekarang secara mekanis memindahkan detektor kita ke Bumi,” katanya kepada BBC News.

Kolaborasi LIGO-VIRGO Laboratorium laser VIRGO Eropa berbasis di wilayah Pisa di Italia

Gelombang Gravitasi – Gema melalui ruang-waktu

• Gelombang gravitasi adalah prediksi dalam Teori Relativitas Umum
• Perlu waktu puluhan tahun untuk mengembangkan teknologi yang mampu mendeteksi gelombang ini secara langsung
• Gelombang ini muncul dalam bentuk peluit atau riak dalam struktur ruang-waktu yang dihasilkan oleh peristiwa-peristiwa besar
• Massa percepatan akan menghasilkan gelombang yang bergerak dengan kecepatan cahaya
• Sumber gelombang yang dapat dideteksi ini berasal dari mencairnya lubang hitam dan bintang neutron
• LIGO-VIRGO menembakkan laser ke terowongan panjang berbentuk L kemudian gelombang mengganggu cahaya
• Mendeteksi gelombang dapat membuka penelitian baru tentang alam semesta

Tabrakan benda 85 kali lebih besar dari sinar matahari telah menyebabkan para ilmuwan berkolaborasi karena pemahaman dan tingkat pengetahuan yang terbatas tentang bagaimana lubang hitam terbentuk sebagai akibat dari kematian bintang.

Sebuah bintang, ketika kehabisan energi nuklir di tubuhnya, akan mengalami runtuhnya inti yang dapat meledak untuk menghasilkan lubang hitam – jika cukup besar.

Tetapi asumsi dalam fisika bahwa diperlukan jarak antara 65 dan 120 massa matahari adalah mustahil. Bintang-bintang yang sekarat yang mungkin menghasilkan kekuatan luar biasa seharusnya menghancurkan diri sendiri dan tidak meninggalkan apa pun.

Jika ilmu pengetahuan benar tentang hal ini, maka penjelasan yang paling mungkin untuk keberadaan benda bermassa 85-matahari adalah hasil dari kombinasi lubang hitam sebelumnya.

Dan itu, menurut Prof. Martin Hendry, dari University of Glasgow, Inggris, memiliki implikasi tentang bagaimana alam semesta berevolusi.

“Kami berbicara di sini tentang hierarki persatuan, cara yang mungkin untuk membuat lubang hitam lebih besar,” katanya.

“Jadi, siapa yang tahu? Lubang hitam seberat 142 massa matahari ini mungkin bergabung dengan lubang hitam besar lainnya – sebagai bagian dari proses penambahan lubang hitam supermasif yang kami rasa sedang berlangsung di pusat galaksi.”

LIGO-VIRGO Temuan ini menunjukkan hierarki penggabungan yang mengarah ke lubang hitam yang lebih besar

Kolaborasi LIGO-VIRGO dalam insiden 21 Mei 2019 (dikatalogkan sebagai GW190521) dilaporkan dalam dua makalah ilmiah.

Salah satunya aktif Jurnal Sastra Studi Fisik dan menjelaskan temuannya. Yang terakhir dapat ditemukan di Surat Jurnal Astrofisika, dan mendiskusikan sifat fisik dari sinyal dan implikasi ilmiahnya.

GW190521 adalah satu dari lebih dari 50 pemicu gelombang gravitasi yang sedang diselidiki di laboratorium laser.

Laju penelitian telah meningkat secara signifikan sejak kolaborasi pertama, terbukti dengan menjadi pemenang Hadiah Nobel 2015 untuk pelacakan gelombang gravitasi.

“Kami meningkatkan kepekaan detektor dan, ya, kami hanya dapat melakukan lebih dari satu deteksi dalam sehari. Kami akan mengalami hujan lubang hitam!

“Tapi itu luar biasa karena kita akan belajar lebih banyak tentang mereka,” kata Prof. Alessandra Buonanno, direktur di Institut Max Planck untuk Fisika Gravitasi di Potsdam, mengatakan kepada BBC News.

BBC

• Laser dimasukkan ke dalam mesin dan berkasnya dibagi menjadi dua jalur
• Jalur terpisah memantul bolak-balik di antara cermin basah
• Akhirnya, bagian kedua dari cahaya tersebut digabungkan kembali dan dikirim ke detektor
• Gelombang gravitasi yang melewati lab seharusnya merusak sistem
• Teorinya berpendapat bahwa gelombang harus meregang dan menekan ruang dengan sangat halus
• Kemudian, hasilnya akan menunjukkan sedikit perubahan pada panjang lengan
• Photodetector menangkap sinyal ini dalam file komposit

Lab laser NSF / LIGO terus ditingkatkan untuk meningkatkan sensitivitasnya

(ita / ita)