Teori relativitas umum Einstein telah dikonfirmasi sekali lagi, kali ini dalam goyangan pulsar 25.000 tahun cahaya dari Bumi. Selama rentang 14 tahun, para astronom mengamati bintang neutron berputar PSR J1906 + 0746.
Tujuan mereka? Untuk mempelajari goyangan, atau presesi, dari dua pulsar saat mereka mengorbit satu sama lain, sebuah fenomena langka yang diprediksi oleh relativitas umum.
Para astronom, dipimpin oleh Gregory Desvignes dari Institut Max Planck untuk Radio Astronomi di Bonn, Jerman, menerbitkan hasil mereka dalam jurnal Science edisi 6 September. Temuan mereka dapat membantu memperkirakan jumlah yang disebut pulsar biner di galaksi kita dan laju penggabungan bintang neutron, yang mungkin menghasilkan gelombang gravitasi (juga diprediksi oleh relativitas) yang dapat diamati di Bumi.
Pulsar adalah bintang neutron yang berputar dengan cepat yang memancarkan jet partikel bermuatan dari kutub magnetnya. Medan magnet yang intens mempercepat partikel hingga hampir kecepatan cahaya, menciptakan berkas gelombang radio yang bersinar ke ruang angkasa seperti mercusuar kosmik. Dengan ketepatan seperti jam, pulsar berputar hingga ribuan kali per detik, menciptakan denyut yang dapat diprediksi saat sinar menyapu Bumi. Core kompak bintang-bintang mati menjejalkan lebih banyak massa daripada matahari kita ke ruang kota dan merupakan objek paling kompak di alam semesta - subjek uji ideal untuk teori relativitas umum.
"Pulsar dapat memberikan tes gravitasi yang tidak dapat dilakukan dengan cara lain," kata rekan penulis studi Ingrid Stairs, dari University of British Columbia di Vancouver, dalam sebuah pernyataan. "Ini adalah satu lagi contoh indah dari ujian semacam itu."
Relativitas umum, yang pertama kali dirumuskan Albert Einstein pada tahun 1915, menggambarkan bagaimana materi dan energi melilit jalinan ruang-waktu untuk menciptakan kekuatan gravitasi. Benda padat besar, seperti pulsar, dapat secara dramatis menekuk ruang-waktu. Jika dua pulsar menemukan diri mereka saling mengorbit, relativitas umum memperkirakan mereka dapat membuat sedikit goyangan saat mereka berputar, seperti gasing yang berputar lambat. Konsekuensi gravitasi ini disebut presesi putaran relativistik.
Ketika para astronom menemukan PSR J1906 + 0746 pada tahun 2004, itu tampak seperti hampir semua pulsar lainnya, dengan dua sinar terpolarisasi yang pasti terlihat setiap rotasi. Tetapi, ketika bintang neutron diamati untuk kedua kalinya tahun kemudian, hanya satu berkas yang muncul. Memilah-milah pengamatan dari 2004 hingga 2018, tim Desevignes menentukan hilangnya balok itu disebabkan oleh presesi pulsar.
Menggunakan data 14 tahun, mereka mengembangkan model yang mencakup 50 tahun dan secara akurat memprediksi hilangnya dan kemunculan kembali kedua balok dari presesi. Ketika mereka membandingkan model dengan observasi, tingkat presesi cocok, dengan ketidakpastian hanya 5%. Data itu sesuai dengan teori Einstein.
"Eksperimen itu membutuhkan waktu lama untuk kami selesaikan," Michael Kramer, direktur Fisika Dasar Max Planck Institute di departemen penelitian Radio Astronomi, mengatakan dalam sebuah pernyataan. "Bersabar dan rajin benar-benar membuahkan hasil."
