Einstein benar lagi. Ada pusaran ruang-waktu di sekitar bumi, dan bentuknya tepat sesuai prediksi teori gravitasi Einstein.
Para peneliti menegaskan titik-titik pada konferensi pers hari ini di kantor pusat NASA di mana mereka mengumumkan setelah lama menunggu hasil Gravity Probe B (GP-B).
"Ruang-waktu di sekitar bumi tampaknya terdistorsi seperti relativitas umum,"kata fisikawan Stanford University Francis Everitt, peneliti utama dari misi Gravity Probe B.
"Ini adalah hasil yang epik," tambah Clifford Will dari Washington University di St Louis. Seorang ahli dalam teori Einstein, Will memimpin sebuah panel independen dari Dewan Riset Nasional didirikan oleh NASA pada tahun 1998 untuk memantau dan meninjau hasil Probe Gravity B. "Suatu hari," ia memprediksi, "ini akan ditulis dalam buku teks sebagai salah satu eksperimen klasik dalam sejarah fisika. "
Ruang dan waktu, menurut teori relativitas Einstein, yang dijalin bersama, membentuk kain empat dimensi yang disebut "ruang-waktu." Massa Bumi lesung kain ini, seperti orang yang berat duduk di tengah trampolin. Gravity, kata Einstein, hanyalah gerakan benda mengikuti garis montok dari lesung pipit itu.
Jika Bumi adalah stasioner, yang akan menjadi akhir dari cerita. Namun bumi tidak stasioner. Planet kita berputar, dan berputar harus memutar lesung, sedikit, menarik sekitar menjadi pusaran 4-dimensi. Inilah GP-B pergi ke ruang angkasa pada tahun 2004 untuk memeriksa.
Ide di balik percobaan sederhana:
Letakkan giroskop berputar ke orbit mengelilingi bumi, dengan sumbu spin menunjuk ke arah beberapa bintang yang jauh sebagai titik referensi tetap. Bebas dari kekuatan eksternal, sumbu giroskop harus terus menunjuk pada bintang - selamanya. Tetapi jika ruang memutar, arah sumbu giroskop harus melayang dari waktu ke waktu. Dengan mencatat perubahan dalam arah relatif terhadap bintang, liku ruang-waktu bisa diukur.
Dalam prakteknya, percobaan adalah sangat sulit.
Keempat giroskop di GP-B adalah bola paling sempurna yang pernah dibuat oleh manusia. Ini ping pong berukuran bola dari kuarsa leburan dan silikon adalah 1,5 inci dan tidak pernah bervariasi dari bola yang sempurna oleh lebih dari 40 lapisan atom. Jika giroskop tidak begitu bulat, sumbu spin mereka akan bergetar bahkan tanpa efek relativitas.
Menurut perhitungan, twisted ruang-waktu di sekitar bumi harus menyebabkan sumbu dari gyros melayang hanya 0,041 detik busur lebih dari setahun. Detik busur Sebuah 1/3600th derajat. Untuk mengukur sudut ini cukup baik, GP-B membutuhkan presisi yang fantastis dari 0,0005 detik busur.Ini seperti mengukur ketebalan selembar kertas yang diselenggarakan edge-on 100 mil jauhnya.
"GP-B peneliti harus menciptakan teknologi baru untuk membuat ini mungkin," catatan Will.
Mereka mengembangkan sebuah "seret bebas" satelit yang bisa sikat melawan lapisan luar atmosfer bumi tanpa mengganggu gyros. Mereka menemukan cara untuk menjaga medan magnet bumi dari menembus pesawat ruang angkasa. Dan mereka menciptakan perangkat untuk mengukur spin lang -tanpa menyentuh lang. Informasi lebih lanjut tentang teknologi ini dapat ditemukan dalam cerita Science @ NASA " A Pocket of Near-Kesempurnaan . "
Menarik dari percobaan itu merupakan tantangan yang luar biasa. Tapi setelah satu tahun pengambilan data dan hampir lima tahun analisis, GP-B ilmuwan tampaknya telah melakukannya.
"Kami mengukur presesi geodesi dari 6.600 plus atau minus 0,017 detik busur dan bingkai menyeret efek 0,039 plus atau minus 0,007 detik busur," kata Everitt.
Bagi pembaca yang bukan ahli dalam relativitas: Geodesi presesi adalah jumlah goyangan yang disebabkan oleh massa statis Bumi (lesung di ruang-waktu) dan efek bingkai menyeret adalah jumlah goyangan yang disebabkan oleh spin Bumi (memelintir dalam ruang-waktu). Kedua nilai-nilai yang tepat sesuai dengan prediksi Einstein.
"Menurut pendapat komite yang saya kursi, upaya ini benar-benar heroik. Kami hanya tertiup pergi," kata Will.
Hasil Gravity Probe B memberikan fisikawan keyakinan baru bahwa prediksi aneh teori Einstein memang benar, dan bahwa prediksi tersebut dapat diterapkan di tempat lain. Jenis vortex ruang-waktu yang ada di sekitar bumi diduplikasi dan diperbesar tempat lain di kosmos - sekitar bintang-bintang neutron besar, lubang hitam, dan inti galaksi aktif.
"Jika Anda mencoba untuk memutar sebuah giroskop dalam ruang-waktu sangat bengkok sekitar lubang hitam," kata Will, "itu tidak akan hanya lembut presesi oleh sebagian kecil dari gelar. Ini akan bergetar keruan dan bahkan mungkin terbalik."
Dalam sistem biner lubang hitam - yaitu, di mana salah satu lubang hitam yang lain mengorbit lubang hitam - lubang hitam berputar sendiri dan dengan demikian berperilaku seperti giroskop. Bayangkan sebuah sistem mengorbit, berputar, bergoyang-goyang, membalik lubang hitam! Itulah semacam relativitas umum memprediksi dan yang GP-B memberitahu kita benar-benar bisa menjadi kenyataan.
Warisan ilmiah GP-B tidak terbatas pada relativitas umum. Proyek ini juga menyentuh kehidupan ratusan ilmuwan muda:
"Karena itu didasarkan pada sebuah universitas banyak siswa mampu bekerja pada proyek tersebut," kata Everitt. "Lebih dari 86 PhD tesis di Stanford ditambah 14 lebih di Universitas lain diberikan kepada siswa bekerja pada GP-B Beberapa ratus mahasiswa dan 55 siswa SMA juga berpartisipasi, termasuk Naik Sally astronot dan akhirnya Penerima Nobel Eric Cornell.."
Pendanaan NASA untuk Gravity Probe B dimulai pada musim gugur 1963. Itu berarti Everitt dan beberapa rekan telah merencanakan, mempromosikan, membangun, mengoperasikan, dan menganalisis data dari percobaan selama lebih dari 47 tahun-benar usaha, sebuah epik.
Apa selanjutnya?
Everitt ingat beberapa nasihat yang diberikan kepadanya oleh penasihat tesis dan Nobel Laureate Patrick MS Blackett: "Jika Anda tidak bisa memikirkan apa yang harus dilakukan selanjutnya fisika, menciptakan beberapa teknologi baru, dan hal itu akan menyebabkan fisika baru."
"Nah," kata Everitt, "menciptakan kita 13 teknologi baru untuk B. Gravity Probe Siapa yang tahu di mana mereka akan membawa kita?"
0 Komentar
Terimakasih telah berkomentar