Network
WARTA PONTIANAK - Sebuah makalah penelitian menggunakan metode baru telah ditemukan ilmuwan untuk menganalisis gelombang yang dipancarkan lubang hitam saat bertabrakan. Model kosmik baru ini dapat mengungkap apa yang ada di dalam lubang hitam yang bertabrakan.
Sebelumnya, pada tahun 2015 silam, para ilmuwan untuk pertama kalinya mendeteksi gelombang gravitasi , riak dalam ruang-waktu yang terjadi ketika peristiwa kosmik besar, seperti tabrakan dan penggabungan dua lubang hitam mengganggu kosmos.
Pengamatan terhadap gelombang-gelombang ini membenarkan teori relativitas umum Einstein, yang meramalkan gelombang-gelombang semacam itu akan terjadi jika ruang waktu bekerja seperti yang diyakininya. Dalam tujuh tahun sejak itu, hampir 100 lubang hitam yang menyatu telah terdeteksi dengan mengamati gelombang gravitasi yang dipancarkan oleh peristiwa luar angkasa ini.
Baca Juga: Genom Manusia Purba dari Spanyol Berusia 23 Tahun, Ini Penjelasan Peneliti
Sekarang, berkat penelitian baru, kemampuan untuk memodelkan peristiwa kosmik ini menjadi lebih canggih. Tim yang terdiri dari 14 peneliti dipimpin oleh mahasiswa PhD Caltech dan alumni Columbia College Keefe Mitman (CC'19), postdoc Columbia Macarena Lagos, Profesor Columbia Lam Hui, dan profesor Universitas Mississippi Leo Stein telah menemukan model perbaikan yang mereka kembangkan dengan membuka jalan bagi pemahaman yang lebih dalam tentang struktur penggabungan lubang hitam .
Dalam Nonlinearities in Black Hole Ringdowns, sebuah makalah baru yang diterbitkan dalam Physical Review Letters , tim menguraikan cara yang lebih kompleks untuk memodelkan sinyal yang dipancarkan gelombang gravitasi dengan memasukkan interaksi nonlinier dalam model. Metode pemodelan ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami struktur apa yang terjadi di dalam lubang hitam, dan juga akan membantu menguji apakah teori relativitas umum Einstein dengan tepat menggambarkan perilaku gravitasi di lingkungan astrofisika yang ekstrim.
"Ini adalah langkah besar dalam mempersiapkan kita untuk fase deteksi gelombang gravitasi berikutnya, yang akan memperdalam pemahaman kita tentang gravitasi dan fenomena luar biasa yang terjadi di jangkauan jauh kosmos," jelas Lagos, rekan penulis di makalah tersebut.
Penelitian datang pada waktu yang tepat yakni Maret 2023 ini, observatorium yang pertama kali mendeteksi gelombang gravitasi, akan diaktifkan untuk mengumpulkan pengamatan baru dari peristiwa yang terjadi di ruang angkasa yang jauh. Observatorium tersebut tidak beroperasi sejak tahun 2020, ketika ditutup karena pandemi. Beberapa detektor utama lainnya diharapkan mulai mengumpulkan data di tahun-tahun mendatang, membuatnya semakin penting bahwa mereka memiliki model canggih untuk menginterpretasikan informasi yang masuk.
Baca Juga: Kanada Susul AS, Komisi Eropa dan Taiwan Larang Penggunaan Aplikasi TikTok
Rekan penulis Lam Hui menggunakan analogi untuk mendeskripsikan informasi yang dapat diberikan oleh gelombang gravitasi.
“Jika saya memberi Anda sebuah kotak dan menanyakan isinya, hal yang wajar untuk dilakukan adalah mengocoknya. Itu akan memberi tahu Anda apakah di dalam kotak itu ada permen atau koin. Itulah yang kami coba lakukan dengan model-model ini, mengumpulkan rasa isi dalam lubang hitam dengan mendengarkan suara yang dipancarkan saat diguncang," ujarnya.
"Gemetar dalam kasus lubang hitam adalah gangguan yang terjadi ketika dua lubang hitam bertabrakan dan bergabung. Dengan mendengarkan hal-hal yang dipancarkannya, kita dapat menilai struktur ruang waktu lubang hitam," sambungnya.
Model gelombang gravitasi yang dipancarkan setelah dua lubang hitam bergabung sampai saat ini hanya mencakup interaksi linier, yang bekerja dengan baik, memberikan informasi berharga tentang struktur dan isi lubang hitam.
"Model baru ini, bagaimanapun, dapat menawarkan sebanyak 10 persen peningkatan dalam akurasi keseluruhan model lubang hitam," kata penulis makalah tersebut.
Baca Juga: Menakjubkan! Gedung dengan Teknologi Pintar di Amsterdam Bisa Produksi Energi Sendiri
Untuk memahami pentingnya menggunakan nonlinier untuk menggambarkan gelombang gravitasi, penulis menggambarkan gelombang di lautan, seperti Gelombang yang naik dan turun tanpa menyemburkan air ke udara dapat dijelaskan dengan persamaan linier.
Tetapi gelombang yang memuncak dan pecah menunjukkan interaksi nonlinear. Sementara beberapa air meluap di dasar gelombang, air lain secara bersamaan menabrak ke kiri, kanan, atas, dan bawah dalam sulur serta tetesan air di atasnya. Model gelombang nonlinier akan memungkinkan kita untuk memahami bagaimana dan kapan semua air dalam gelombang, termasuk tetesan di udara, bergerak. Gelombang gravitasi mirip dengan gelombang air, dan model baru ini mampu memperhitungkan tetesan air ekstra yang setara dengan ekstra terestrial.
“Kami mempersiapkan diri untuk saat kami akan menjadi detektif gelombang gravitasi, saat kami akan menggali lebih dalam untuk memahami semua yang kami bisa tentang sifat mereka,” kata Stein, salah satu penulis makalah.***
