The Hidden Dance of Galaxies: Exploring the Ripples of Gravitational Waves

Bumi dan seluruh alam semesta berada dalam lautan gelombang gravitasi latar di ruang-waktu yang terbentuk oleh gerak dan interaksi objek-objek masif. Gelombang gravitasi ini memiliki laju penjalaran setara dengan kecepatan cahaya dan bisa berasal dari berbagai sumber seperti tabrakan lubang hitam, bintang neutron, supernova, dan inflasi alam semesta.

Pada tahun 2015, para astronom berhasil mendeteksi gelombang gravitasi untuk pertama kalinya. Sumbernya adalah tabrakan dan penggabungan sepasang lubang hitam. Namun, deteksi gelombang gravitasi dari Bumi masih terbatas pada gelombang gravitasi frekuensi tinggi. Masih banyak interaksi objek-objek masif lainnya yang menghasilkan gelombang gravitasi lemah atau berfrekuensi rendah di alam semesta.

Para astronom baru-baru ini berhasil mendeteksi gelombang gravitasi latar yang berasal dari pasangan lubangkan pada tahun 1967 oleh Jocelyn Bell Burnell dan Antony Hewish. Pulsar merupakan objek yang sangat padat dengan massa yang lebih besar dari Matahari tetapi dengan ukuran yang sangat kecil, hanya sekitar 20 kilometer. Pulsar juga memiliki medan magnet yang sangat kuat, ribuan kali lebih kuat dari medan magnet Bumi.

Para astronom menggunakan pulsar sebagai detektor gelombang gravitasi latar karena pulsar dapat berfungsi sebagai “jam kosmik” yang sangat akurat. Pulsar memiliki periode rotasi yang sangat stabil, sehingga perubahan kecil dalam periode rotasi dapat mengindikasikan adanya gelombang gravitasi yang melewati pulsar tersebut.

Dalam pengamatan gelombang gravitasi latar ini, para astronom menggunakan teknik yang disebut Pulsar Timing Array (PTA). PTA melibatkan pengamatan pulsa-pulsa yang dipancarkan oleh pulsar-pulsar yang tersebar di”Detektor Seukuran Galaksi” yang digunakan dalam pengamatan gelombang gravitasi latar adalah jaringan teleskop radio yang tersebar di berbagai negara. Kolaborasi antara North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) Physics Frontiers Center (PFC), European Pulsar Timing Array, Parkes Pulsar Timing Array, Indian Pulsar Timing Array, dan Chinese Pulsar Timing Array telah berhasil mendeteksi gelombang gravitasi latar setelah melakukan pengamatan selama 15 tahun.

Pengamatan dilakukan dengan menggunakan teleskop Green Bank di West Virginia, Teleskop Arecibo di Puerto Rico, dan Very Large Array di New Mexico. Di Eropa, pengamatan dilakukan dengan teleskop radio Westerbork Synthesis di Belanda, teleskop radio Effelsberg di Jerman, teleskop radio Lovell di Inggris, teleskop radio Nançay di Perancis, dan teleskop radio Sardinia di Italia. Australia menggunakan Teleskop Radio Parkes di New South Wales, India menggunakan Teleskop Radio Giant Metrewave di Pune, dan China menggunakan Tianyan atau FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope) di Guizhou.

Dengan menggunakan teknik interferometri, para astronom dapat menggabungkan data dari berbagai teleskop untuk membentuk “detektor raksasa” seukuran galaksi. Hal ini memungkinkan mereka untuk mendeteksi gelombang gravitasi latar yang berasal dari pasangan lubang hitam supermasif yang saling mengorbit di pusat galaksi. Pengamatan ini memberikan bukti bahwa gelombang gravitasi latar dapat menjalar dengan kecepatan cahaya selama bertahun-tahun atau bahkan puluhan tahun.

Hasil pengamatan ini memberikan informasi penting tentang populasi lubang hitam supermasif di alam semesta dan proses interaksi antara mereka. Selain itu, penemuan ini juga dapat membantu memahami evolusi galaksi di alam semesta. Dengan terus mengamati gelombang gravitasi l

Bagaimana deteksi sinyal gelombang gravitasi latar dari pulsa-pulsa empat pulsar dapat membantu dalam memahami evolusi dan struktur alam semesta secara keseluruhan

Pulsar-pulsar yang terletak di berbagai lokasi di alam semesta. Data dari pulsa-pulsa tersebut kemudian dianalisis untuk mencari perubahan periodenya yang dapat disebabkan oleh gelombang gravitasi yang melintasi ruang-waktu.

Dalam beberapa tahun terakhir, para astronom telah berhasil mendeteksi beberapa sinyal gelombang gravitasi latar menggunakan PTA. Misalnya, pada tahun 2016, sebuah tim internasional yang dipimpin oleh para astronom dari Australia dan Amerika Serikat berhasil mendeteksi sinyal gelombang gravitasi latar yang berasal dari pulsa-pulsa empat pulsar yang terletak jauh di luar tata surya kita.

Deteksi ini merupakan langkah penting menuju pemahaman yang lebih mendalam tentang gelombang gravitasi dan alam semesta secara keseluruhan. Gelombang gravitasi latar dapat memberikan informasi penting tentang evolusi dan struktur alam semesta, serta tentang objek-objek seperti lubang hitam dan bintang neutron yang sulit untuk diamati dengan metode konvensional.

Selain itu, gelombang gravitasi juga membuka kemungkinan baru untuk menyelidiki fenomena alam semesta yang sangat jauh seperti inflasi alam semesta pada awal pembentukannya. Dengan terus memperbaiki teknik deteksi gelombang gravitasi, para astronom berharap dapat memperoleh wawasan yang lebih dalam tentang alam semesta dan rahasia-rahasia yang masih tersembunyi di dalamnya.