Salah satu prediksi teori relativitas umum Einstein adalah bahwa setiap benda yang berputar menarik ikatan ruang-waktu di sekelilingnya. Ini dikenal sebagai frame dragging (menyeret bingkai).
Dalam kehidupan sehari-hari, frame-dragging tidak terdeteksi dan tidak penting, karena efeknya sangat kecil. Mendeteksi frame-dragging yang disebabkan oleh putaran Bumi membutuhkan satelit seperti Gravity Probe B yang seharga $ 750 juta US untuk mendeteksi perubahan sudut pada giroskop yang setara dengan hanya satu derajat setiap 100.000 tahun atau lebih.
Beruntung bagi kita, Semesta mengandung banyak laboratorium gravitasi yang terjadi secara alami di mana fisikawan dapat mengamati prediksi Einstein di tempat kerja dengan sangat rinci.
Penelitian tim yang diterbitkan di Science Alert mengungkapkan bukti penyeretan bingkai pada skala yang jauh lebih terlihat, menggunakan teleskop radio dan sepasang bintang kecil yang unik saling berkeliaran dengan kecepatan yang memusingkan.
Gerakan bintang-bintang ini akan membingungkan para astronom pada zaman Newton, karena mereka jelas bergerak dalam ruang-waktu yang bengkok, dan membutuhkan teori relativitas umum Einstein untuk menjelaskan lintasan mereka.
Dalam kehidupan sehari-hari, frame-dragging tidak terdeteksi dan tidak penting, karena efeknya sangat kecil. Mendeteksi frame-dragging yang disebabkan oleh putaran Bumi membutuhkan satelit seperti Gravity Probe B yang seharga $ 750 juta US untuk mendeteksi perubahan sudut pada giroskop yang setara dengan hanya satu derajat setiap 100.000 tahun atau lebih.
Beruntung bagi kita, Semesta mengandung banyak laboratorium gravitasi yang terjadi secara alami di mana fisikawan dapat mengamati prediksi Einstein di tempat kerja dengan sangat rinci.
Penelitian tim yang diterbitkan di Science Alert mengungkapkan bukti penyeretan bingkai pada skala yang jauh lebih terlihat, menggunakan teleskop radio dan sepasang bintang kecil yang unik saling berkeliaran dengan kecepatan yang memusingkan.
Gerakan bintang-bintang ini akan membingungkan para astronom pada zaman Newton, karena mereka jelas bergerak dalam ruang-waktu yang bengkok, dan membutuhkan teori relativitas umum Einstein untuk menjelaskan lintasan mereka.
 |
| Ilustrasi frame-dragging |
Relativitas umum adalah dasar dari teori gravitasi modern. Ini menjelaskan gerakan tepat bintang-bintang, planet-planet dan satelit, dan bahkan aliran waktu. Salah satu ramalannya yang kurang diketahui adalah bahwa benda-benda berputar menyeret ruang-waktu bersamanya. Semakin cepat suatu obyek berputar dan semakin masif obyek tersebut, semakin kuat gaya hambatnya.
Salah satu jenis objek yang sangat relevan ini disebut white dwarf (bintang katai putih). Ini adalah inti sisa dari bintang mati yang dulunya beberapa kali massa Matahari kita, tetapi telah kehabisan bahan bakar hidrogen.
Yang tersisa berukuran sama dengan Bumi tetapi ratusan ribu kali lebih masif. Katai putih juga dapat berputar sangat cepat, berputar setiap satu atau dua menit, bukan setiap 24 jam seperti yang dilakukan Bumi.
Frame-dragging yang disebabkan oleh bintang katai putih ±100 juta kali lebih kuat dari Bumi.
Itu semua menakjubkan, tapi kita tidak bisa terbang ke katai putih dan meluncurkan satelit di sekitarnya. Untungnya, bagaimanapun, alam baik bagi para astronom dan memiliki caranya sendiri untuk membiarkan kita mengamatinya, melalui mengorbit bintang yang disebut pulsar.
Dua puluh tahun yang lalu, teleskop radio Parkes CSIRO Australia menemukan pasangan bintang unik yang terdiri dari bintang katai putih (seukuran Bumi tetapi sekitar 300.000 kali lebih berat) dan radio pulsar (hanya ukuran kota tetapi 400.000 kali lebih berat).
Katai putih dan pulsar tidak terbuat dari atom konvensional, tetapi dari neutron yang dikemas rapat, membuat mereka sangat padat. Terlebih lagi, pulsar dalam penelitian, berputar 150 kali setiap menit.
Ini berarti bahwa, 150 kali setiap menit, "sinar mercusuar" dari gelombang radio yang dipancarkan oleh pulsar ini menyapu melewati titik menguntungkan kita di Bumi. Kita dapat menggunakan ini untuk memetakan jalur pulsar saat mengorbit katai putih, dengan menentukan waktu kapan nadinya tiba di teleskop kita dan mengetahui kecepatan cahaya. Metode ini mengungkapkan bahwa kedua bintang saling mengorbit dalam waktu kurang dari 5 jam.
Pasangan ini, secara resmi disebut PSR J1141-6545, adalah laboratorium gravitasi ideal. PSR J1141-6545 berjarak beberapa ratus kuadriliun kilometer jauhnya (satu kuadriliun adalah sejuta miliar), kita tahu pulsar berputar 2,5387230404 kali per detik, dan orbitnya jatuh di ruang angkasa.
Ini berarti bidang orbitnya tidak tetap, melainkan berputar perlahan.
Bagaimana sistem ini terbentuk?
Ketika pasangan bintang lahir, yang paling masif akan mati lebih dulu, sering kali menghasilkan bintang katai putih. Sebelum bintang kedua mati, ia mentransfer materi "pasangannya".
Dalam kasus yang jarang seperti ini, bintang kedua kemudian dapat meledak di supernova, meninggalkan pulsar. Katai putih yang berputar dengan cepat menyeret ruang-waktu dengannya, membuat bidang orbit pulsar miring saat diseret. Kemiringan inilah yang diamati untuk memetakan orbit pulsar.
Einstein sendiri berpikir banyak ramalannya tentang ruang dan waktu tidak akan pernah bisa diamati. Tetapi beberapa tahun terakhir telah menyaksikan revolusi dalam astrofisika ekstrem, termasuk penemuan gelombang gravitasi dan pencitraan bayangan lubang hitam dengan jaringan teleskop radio diseluruh dunia.
Sumber: sciencealert.com
Salah satu jenis objek yang sangat relevan ini disebut white dwarf (bintang katai putih). Ini adalah inti sisa dari bintang mati yang dulunya beberapa kali massa Matahari kita, tetapi telah kehabisan bahan bakar hidrogen.
Yang tersisa berukuran sama dengan Bumi tetapi ratusan ribu kali lebih masif. Katai putih juga dapat berputar sangat cepat, berputar setiap satu atau dua menit, bukan setiap 24 jam seperti yang dilakukan Bumi.
Frame-dragging yang disebabkan oleh bintang katai putih ±100 juta kali lebih kuat dari Bumi.
Itu semua menakjubkan, tapi kita tidak bisa terbang ke katai putih dan meluncurkan satelit di sekitarnya. Untungnya, bagaimanapun, alam baik bagi para astronom dan memiliki caranya sendiri untuk membiarkan kita mengamatinya, melalui mengorbit bintang yang disebut pulsar.
 |
| Ilustrasi transfer materi bintang katai putih |
Dua puluh tahun yang lalu, teleskop radio Parkes CSIRO Australia menemukan pasangan bintang unik yang terdiri dari bintang katai putih (seukuran Bumi tetapi sekitar 300.000 kali lebih berat) dan radio pulsar (hanya ukuran kota tetapi 400.000 kali lebih berat).
Katai putih dan pulsar tidak terbuat dari atom konvensional, tetapi dari neutron yang dikemas rapat, membuat mereka sangat padat. Terlebih lagi, pulsar dalam penelitian, berputar 150 kali setiap menit.
Ini berarti bahwa, 150 kali setiap menit, "sinar mercusuar" dari gelombang radio yang dipancarkan oleh pulsar ini menyapu melewati titik menguntungkan kita di Bumi. Kita dapat menggunakan ini untuk memetakan jalur pulsar saat mengorbit katai putih, dengan menentukan waktu kapan nadinya tiba di teleskop kita dan mengetahui kecepatan cahaya. Metode ini mengungkapkan bahwa kedua bintang saling mengorbit dalam waktu kurang dari 5 jam.
Pasangan ini, secara resmi disebut PSR J1141-6545, adalah laboratorium gravitasi ideal. PSR J1141-6545 berjarak beberapa ratus kuadriliun kilometer jauhnya (satu kuadriliun adalah sejuta miliar), kita tahu pulsar berputar 2,5387230404 kali per detik, dan orbitnya jatuh di ruang angkasa.
Ini berarti bidang orbitnya tidak tetap, melainkan berputar perlahan.
Bagaimana sistem ini terbentuk?
Ketika pasangan bintang lahir, yang paling masif akan mati lebih dulu, sering kali menghasilkan bintang katai putih. Sebelum bintang kedua mati, ia mentransfer materi "pasangannya".
Dalam kasus yang jarang seperti ini, bintang kedua kemudian dapat meledak di supernova, meninggalkan pulsar. Katai putih yang berputar dengan cepat menyeret ruang-waktu dengannya, membuat bidang orbit pulsar miring saat diseret. Kemiringan inilah yang diamati untuk memetakan orbit pulsar.
Einstein sendiri berpikir banyak ramalannya tentang ruang dan waktu tidak akan pernah bisa diamati. Tetapi beberapa tahun terakhir telah menyaksikan revolusi dalam astrofisika ekstrem, termasuk penemuan gelombang gravitasi dan pencitraan bayangan lubang hitam dengan jaringan teleskop radio diseluruh dunia.
Sumber: sciencealert.com
Komentar
Posting Komentar