Konsep seorang seniman tentang ruang-waktu bengkok di sekitar Bumi. Kredit gambar: NASA. klik untuk memperbesar
Apakah Bumi berada dalam pusaran ruang-waktu?
Kami akan segera tahu jawabannya: Eksperimen fisika NASA / Stanford yang disebut Gravity Probe B (GP-B) baru-baru ini menyelesaikan satu tahun pengumpulan data sains di orbit Bumi. Hasil, yang akan memakan waktu satu tahun lagi untuk dianalisis, harus mengungkapkan bentuk ruang-waktu di sekitar Bumi - dan, mungkin, pusaran.
Waktu dan ruang, menurut teori relativitas Einstein, dijalin bersama, membentuk kain empat dimensi yang disebut "ruang-waktu." Massa bumi yang luar biasa memelintir kain ini, seperti orang berat yang duduk di tengah-tengah trampolin. Gravitasi, kata Einstein, hanyalah gerak benda mengikuti garis lengkung lesung pipit.
Jika Bumi stasioner, itu akan menjadi akhir dari cerita. Namun Bumi tidak stasioner. Planet kita berputar, dan putarannya akan memutar lesung pipinya, sedikit, menariknya menjadi pusaran 4 dimensi. Inilah yang GP-B pergi ke ruang angkasa untuk memeriksa
Gagasan di balik percobaan ini sederhana:
Masukkan giroskop yang berputar ke orbit di sekitar Bumi, dengan sumbu putaran menunjuk ke arah beberapa bintang yang jauh sebagai titik referensi tetap. Bebas dari kekuatan eksternal, poros giroskop harus terus mengarah ke bintang-selamanya. Tetapi jika ruang diputar, arah poros giroskop harus melayang dari waktu ke waktu. Dengan mencatat perubahan dalam arah ini relatif terhadap bintang, putaran ruang-waktu dapat diukur.
Dalam praktiknya, percobaan ini sangat sulit.
Keempat giroskop di GP-B adalah bola paling sempurna yang pernah dibuat oleh manusia. Bola ping pong seukuran kuarsa dan silikon leburan ini berukuran 1,5 inci dan tidak pernah berbeda dari bola sempurna dengan lebih dari 40 lapisan atom. Jika giroskop tidak begitu bulat, sumbu putar mereka akan goyah bahkan tanpa efek relativitas.
Menurut perhitungan, ruang-waktu bengkok di sekitar Bumi harus menyebabkan sumbu gyro melayang hanya 0,041 detik busur lebih dari setahun. Arcsecond adalah 1/3600 derajat. Untuk mengukur sudut ini dengan cukup baik, GP-B membutuhkan presisi fantastis 0,0005 arcseconds. Ini seperti mengukur ketebalan selembar kertas yang dipegang pada jarak 100 mil.
Peneliti GP-B menemukan seluruh teknologi baru untuk memungkinkan hal ini. Mereka mengembangkan satelit "bebas seret" yang dapat menyapu lapisan luar atmosfer Bumi tanpa mengganggu gyro. Mereka menemukan cara untuk menjaga medan magnet Bumi keluar dari pesawat ruang angkasa. Dan mereka membuat alat untuk mengukur putaran gyro – tanpa menyentuh gyro.
Melakukan eksperimen adalah tantangan yang luar biasa. Banyak waktu dan uang tersedia, tetapi para ilmuwan GP-B tampaknya telah melakukannya.
"Tidak ada kejutan besar" dalam kinerja percobaan, kata profesor fisika Francis Everitt, Penyelidik Utama untuk GP-B di Stanford University. Sekarang setelah pengambilan data selesai, ia mengatakan suasana hati di antara para ilmuwan GP-B adalah "banyak antusiasme, dan kesadaran juga bahwa banyak kerja keras di depan kita."
Analisis data yang cermat dan menyeluruh sedang dilakukan. Para ilmuwan akan melakukannya dalam tiga tahap, Everitt menjelaskan. Pertama, mereka akan melihat data dari setiap hari percobaan selama setahun, memeriksa ketidakberesan. Selanjutnya mereka akan memecah data menjadi potongan sekitar sebulan, dan akhirnya mereka akan melihat sepanjang tahun. Dengan melakukannya dengan cara ini, para ilmuwan harus dapat menemukan masalah yang mungkin terlewatkan oleh analisis yang lebih sederhana.
Akhirnya para ilmuwan di seluruh dunia akan meneliti data. Kata Everitt, "kami ingin para kritikus kami menjadi kami."
Taruhannya tinggi. Jika mereka mendeteksi pusaran, tepat seperti yang diharapkan, itu berarti Einstein benar, lagi. Tetapi bagaimana jika mereka tidak melakukannya? Mungkin ada kelemahan dalam teori Einstein, perbedaan kecil yang menandai revolusi dalam fisika.
Namun, pertama, ada banyak data untuk dianalisis. Tetap disini.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
