Para Astronom Mencapai Sesuatu yang Menurut Einstein Tidak Mungkin

Para astronom telah mengukur efek gaya gravitasi bintang katai putih Stein 2051B untuk menghitung massanya dengan akurat.
(NASA, ESA, dan K. Sahu at STScI)

Albert Einstein sendiri yakin hal itu tidak bisa dilakukan.

Beberapa dekade setelah Einstein mengumumkan teori relativitas umum, seorang rekannya bertanya, apakah konsep itu bisa digunakan untuk menghitung massa bintang. Secara teoritis, ya, Einstein menjawab. Jika sebuah bintang melintas di depan bintang lain, massa bintang yang lebih dekat akan mendistorsi cahaya bintang di belakangnya. Seorang ilmuwan cerdas kemudian bisa mengetahui seberapa besar massa bintang yang berada di depan dengan mengukur tingkat distorsi tersebut.

Tapi, semoga berhasil dalam percobaan ini. "Tidak ada harapan untuk mengamati fenomena ini secara langsung," tulis Einstein di jurnal Science edisi Desember 1936. Einstein meragukan bahwa dua bintang akan berbaris sejajar dengan sempurna. Bahkan jika memang terjadi, tetap berada di luar kemampuan teleskop terbaik saat itu untuk dapat fokus pada peristiwa kesejajaran bintang.

Pendapat Einstein mungkin benar 80 tahun yang lalu. Tapi, Einstein tidak pernah mengetahui bahwa suatu hari nanti manusia mampu membuat teleskop yang begitu kuat sehingga bisa melihat galaksi dalam jarak 10 miliar tahun cahaya, atau kita dapat meluncurkan instrumen ini ke luar angkasa. Dengan Teleskop Antariksa Hubble NASA, para astronom memiliki harapan untuk membuktikan kebenaran Einstein tentang distorsi cahaya, sekaligus membuktikan Einstein salah mengenai ketidakmampuan kita untuk melihatnya.

Pada bulan Maret 2014, Stein 2051B, sebuah bintang katai putih yang terletak 18 tahun cahaya dari Bumi, melintas di depan bintang latar belakang yang terletak lebih jauh. Katai putih adalah "jenazah" bintang, bulatan materi terpadat ketiga setelah bintang neutron dan lubang hitam yang terbentuk saat bintang runtuh karena kehabisan bahan bakar fusi nuklir.

Sebagaimana diprediksi teori Einstein, gravitasi objek masif seperti Stein 2051B membuat bintang beraksi layaknya lensa dan menekuk cahaya yang melewatinya. Efek yang disebut pelensaan gravitasi ini skalanya sangat kecil. Stein 2051B 400 kali lebih terang daripada bintang latar belakang (5.000 tahun cahaya dari Bumi), sehingga mengukur distorsi cahaya sama sulitnya dengan mendeteksi seekor kunang-kunang yang terbang di dekat bola lampu dari jarak 1.500 mil.

Ilustrasi gravitasi bintang katai putih yang melengkungkan ruang dan mendistorsi cahaya bintang latar belakang.
(NASA, ESA, dan A. Feild at STScI)

Tapi, Hubble mendapat tantangan berikutnya untuk diselesaikan. Ketika Stein 2051B melintas di depan bintang latar belakang, lensa gravitasi membuat bintang latar belakang tampak bergerak milliarcseconds (satuan yang digunakan untuk mengukur jarak kosmik). Para ilmuwan menggunakan lengkungan kecil ini untuk menghitung massa Stein 2051B dengan hasil sekitar 68 persen massa Matahari kita atau 1,4 octillion ton (1,4 diikuti oleh 26 nol). Hasil studi telah dipublikasikan di jurnal Science edisi Jumat, (81 tahun setelah Einstein menulis di jurnal yang sama) dan dipresentasikan saat pertemuan rutin American Astronomical Society yang digelar bulan Juni 2017 lalu.

Fenomena yang sama (lensa gravitasi) untuk pertama kalinya menunjukkan validitas relativitas umum hampir 100 tahun yang lalu. Pada tahun 1919, hanya dua tahun setelah Einstein mengumumkan teorinya, para astronom menggunakan gerakan bintang yang terlihat jelas di sekitar Matahari selama gerhana Matahari total untuk menentukan bahwa objek masif seperti Matahari dapat melengkungkan ruang dan waktu, menyebabkan cahaya terdistorsi. Satu abad kemudian, bahkan aspek paling aneh dari teori Einstein masih terbukti kebenarannya: ekspansi alam semesta dan gelombang gravitasi.

Pelensaan mikro gravitasi adalah efek pengamatan yang diprediksi oleh teori relativitas umum Einstein. Ketika dua bintang saling sejajar, cahaya dari bintang di belakang melengkung karena efek gravitasi bintang di depannya.

Selain menawarkan kesempatan langka untuk mewujudkan apa yang dianggap Einstein tidak mungkin, studi Stein 2051B menawarkan wawasan penting tentang fisika bintang katai katai putih. Mereka adalah "fosil" alam semesta, astrofisikawan Terry Oswalt menulis untuk Science. Dan layaknya fosil, mereka menawarkan petunjuk tentang evolusi bintang generasi sebelumnya. Pada tahun 1935, astronom pemenang Hadiah Nobel, Subrahmanyan Chandrasekhar meramalkan bahwa massa bintang saat mati akan menentukan takdir selanjutnya yang akan dijalani, apakah runtuh menjadi katai putih, bintang neutron atau lubang hitam.

Sebelumnya, massa bintang katai putih hanya bisa diukur jika mengorbit dekat dengan bintang lain, yang memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur efek gravitasi yang ditimbulkan antar sesama benda langit. Menghitung efek pelensaan gravitasi memperbolehkan para astronom untuk mengukur massa setiap bintang katai putih yang dapat mereka temukan.

Ditulis oleh: Sarah Kaplan,www.washingtonpost.com

Sumber: Astronomers just achieved something Einstein said was impossible

#terimakasihgoogle