Teori relativitas umum Einstein menggambarkan gravitasi dalam hal geometri ruang dan waktu. Tetapi mengukur kelengkungan ruang ini sulit. Namun, para ilmuwan sekarang telah menggunakan berbagai teleskop radio benua untuk membuat pengukuran kelengkungan ruang yang disebabkan oleh gravitasi Matahari. Teknik baru ini menjanjikan kontribusi besar dalam mempelajari fisika kuantum.
"Mengukur kelengkungan ruang yang disebabkan oleh gravitasi adalah salah satu cara paling sensitif untuk mempelajari bagaimana teori Relativitas Umum Einstein terkait dengan fisika kuantum. Menyatukan teori gravitasi dengan teori kuantum adalah tujuan utama fisika abad ke-21, dan pengukuran astronomis ini adalah kunci untuk memahami hubungan antara keduanya, ”kata Sergei Kopeikin dari University of Missouri.
Kopeikin dan rekan-rekannya menggunakan sistem radio-teleskop Very Long Baseline Array (VLBA) dari National Science Foundation untuk mengukur lengkungan cahaya yang disebabkan oleh gravitasi Matahari dalam satu bagian di 30,000 3.333 (dikoreksi oleh NRAO dan diperbarui di sini pada 9/03/09 - lihat tautan ini disediakan oleh Ned Wright dari UCLA untuk informasi lebih lanjut tentang defleksi dan penundaan cahaya). Dengan pengamatan lebih lanjut, para ilmuwan mengatakan teknik presisi mereka dapat membuat ukuran paling akurat dari fenomena ini.
Pembengkokan cahaya bintang oleh gravitasi diprediksi oleh Albert Einstein ketika ia menerbitkan teorinya tentang Relativitas Umum pada tahun 1916. Menurut teori relativitas, gravitasi kuat dari objek besar seperti Matahari menghasilkan kelengkungan di ruang terdekat, yang mengubah jalur cahaya. atau gelombang radio yang lewat di dekat objek. Fenomena ini pertama kali diamati selama gerhana matahari pada tahun 1919.
Meskipun banyak pengukuran efek telah dilakukan selama 90 tahun, masalah penggabungan Relativitas Umum dan teori kuantum membutuhkan pengamatan yang lebih akurat. Fisikawan menggambarkan kelengkungan ruang dan pembengkokan cahaya gravitasi sebagai parameter yang disebut "gamma." Teori Einstein menyatakan bahwa gamma harus sama dengan 1.0.
"Bahkan nilai yang berbeda satu bagian dalam satu juta dari 1,0 akan memiliki konsekuensi besar untuk tujuan menyatukan teori gravitasi dan teori kuantum, dan dengan demikian dalam memprediksi fenomena di wilayah gravitasi tinggi dekat lubang hitam," kata Kopeikin.
Untuk membuat pengukuran yang sangat tepat, para ilmuwan beralih ke VLBA, sistem teleskop radio yang tersebar di seluruh benua mulai dari Hawaii hingga Kepulauan Virgin. VLBA menawarkan kekuatan untuk membuat pengukuran posisi paling akurat di langit dan gambar paling detail dari setiap instrumen astronomi yang tersedia.
Para peneliti melakukan pengamatan ketika Matahari melewati hampir di depan empat quasar yang jauh - galaksi yang jauh dengan lubang hitam supermasif di inti mereka - pada bulan Oktober 2005. Gravitasi Matahari menyebabkan sedikit perubahan pada posisi quasar yang tampak karena membelokkan radio. gelombang datang dari objek yang lebih jauh.
Hasilnya adalah nilai gamma yang terukur 0,9998 +/- 0,0003, sesuai dengan prediksi Einstein sebesar 1,0.
"Dengan lebih banyak pengamatan seperti kami, selain pengukuran pelengkap seperti yang dibuat dengan pesawat ruang angkasa Cassini NASA, kami dapat meningkatkan akurasi pengukuran ini setidaknya dengan faktor empat, untuk memberikan pengukuran gamma terbaik yang pernah ada," kata Edward Fomalont Observatorium Astronomi Radio Nasional (NRAO). "Karena gamma adalah parameter mendasar dari teori gravitasi, pengukurannya menggunakan metode pengamatan yang berbeda sangat penting untuk mendapatkan nilai yang didukung oleh komunitas fisika," tambah Fomalont.
Kopeikin dan Fomalont bekerja dengan John Benson dari NRAO dan Gabor Lanyi dari Jet Propulsion Laboratory NASA. Mereka melaporkan temuan mereka di Astrophysical Journal edisi 10 Juli.
Sumber: NRAO
