Fisikawan kelahiran India ini membangun detektor gelombang gravitasi di bulan untuk mengungkap rahasia tersembunyi alam semesta

Ketika Albert Einstein pertama kali menyatakan bahwa ada riak dalam struktur ruang-waktu, itu terjadi pada tahun 1915 dan ilmuwan brilian itu baru saja menggores permukaan sebuah fenomena yang akan merevolusi fisika. Sekitar 100 tahun kemudian, penerus Einstein mendeteksi riak pertama – yang dikenal sebagai gelombang gravitasi – yang mencapai Bumi dari peristiwa bencana di alam semesta yang jauh. Penemuan ini membuka jendela baru yang belum pernah terjadi sebelumnya ke alam semesta.

Gelombang gravitasi terdeteksi Menggunakan Observatorium Gelombang Gravitasi Laser Ganda (LIGO) di Louisiana dan Washington. Sekarang seorang fisikawan kelahiran India ingin melampaui fasilitas yang ada dan mendirikan observatorium semacam itu sekitar 3.80.000 kilometer dari planet ini – di bulan.

Karan Jani, seorang astrofisikawan di Vanderbilt University, telah mengusulkan pembuatan infrastruktur gelombang gravitasi di Bulan dan menggunakan lingkungan bulan untuk menganalisis banyak perubahan di alam semesta, dari Menggabungkan lubang hitam untuk bertabrakan dengan bintang neutron. “Gelombang ini adalah jendela peradaban kita dan memberikan pandangan baru tentang hukum dasar alam semesta,” kata Dr. Karan Gani kepada IndiaToday.in.

di kertas Diterbitkan di Jurnal Kosmologi dan AstrofisikaAhli astrofisika mengatakan observatorium bulan sangat ideal untuk menjelajahi frekuensi yang menghadirkan tantangan bagi detektor berbasis darat dan luar angkasa. Sementara Observatorium Gelombang Gravitasi Bulan untuk Kosmologi (GLOC) mungkin setidaknya beberapa dekade lagi, rencana dapat mulai muncul ketika Amerika Serikat, Rusia, Cina, dan India bergegas ke bulan dengan lebih banyak misi yang direncanakan di depan. Kontrak bermaksud untuk membangun kehadiran permanen di bulan.

Desain konseptual dari Observatorium Gelombang Gravitasi Bulan untuk Kosmologi di Bulan. (Foto: Universitas Vanderbilt)

READ  Cara memotret gerhana matahari dari Amerika Utara dan Eropa pada bulan Juni

Apa itu gelombang gravitasi?

Gelombang gravitasi adalah riak dalam ruang-waktu yang membawa informasi tentang asal-usul dramatisnya dan sifat gravitasi yang tidak dapat diperoleh. Einstein meramalkan bahwa sesuatu yang istimewa terjadi ketika dua objek – seperti planet atau bintang – mengorbit satu sama lain. Diyakini bahwa gerakan semacam ini dapat menyebabkan riak di luar angkasa. Gelombang-gelombang ini bergerak dengan kecepatan cahaya, menekan dan meregangkan apa pun di jalurnya saat mereka lewat. Gelombang gravitasi terkuat dihasilkan ketika sebuah bintang meledak Asimetris, atau dikenal sebagai supernova.

Gelombang ini seperti riak di kolam ketika sebuah batu dilemparkan ke dalamnya.

NS Gelombang gravitasi pertama telah terdeteksi Pada tanggal 14 September 2015, oleh detektor LIGO yang mengukur gangguan kecil yang disebabkan oleh gelombang dalam ruang dan waktu saat melewati Bumi. Gelombang tersebut tercipta dari penggabungan dua lubang hitam. Menurut LIGO, para ilmuwan memperkirakan bahwa lubang hitam untuk peristiwa ini lebih besar dari massa Matahari Sekitar 29 dan 36 kali, peristiwa ini terjadi 1,3 miliar tahun yang lalu, dan sekitar tiga kali massa Matahari diubah menjadi gelombang gravitasi dalam sepersekian detik.

Apa observatorium bulan untuk gelombang gravitasi?

Bekerja dengan prinsip yang sama seperti detektor gelombang gravitasi di Bumi, Lunar Observatory akan mendeteksi gelombang gravitasi dari bulan. Ini akan menggunakan lingkungan Bulan dan orbit geosentris untuk menganalisis penggabungan lubang hitam, bintang neutron, dan materi gelap yang paling sulit dipahami dalam sekitar 70 persen dari volume alam semesta yang terlihat.

“Observatorium bulan dapat mengukur spektrum gelombang gravitasi yang tidak dapat ditemukan oleh eksperimen yang sedang berlangsung atau direncanakan di Bumi (seperti LIGO) atau misi luar angkasa selama beberapa dekade mendatang,” kata Dr. Karan Jani melalui interaksi email.

Mengapa bulan?

Ahli astrofisika, yang berasal dari Vadodra, mengatakan Bulan secara seismik lebih tenang daripada Bumi, yang ditandai dengan aktivitas vulkanik dan seismik. Ini memberikan keuntungan unik dalam Dengarkan dan deteksi gelombang ultra-sensitif ini yang melakukan perjalanan selama jutaan tahun sebelum menabrak tata surya dan planet kita.

Detektor dapat mendeteksi gelombang gravitasi yang berasal dari penggabungan lubang hitam dan bintang neutron. (Foto: LEGO)

“Tidak ada gangguan lingkungan besar di Bulan, dan itu menyediakan ruang hampa yang lebih baik daripada yang terbaik yang bisa kita bangun di Bumi. Ini semua hanya kondisi ideal untuk detektor gelombang gravitasi. Seolah-olah Bulan seharusnya berada jendela baru kita ke alam semesta.”

“Observatorium bulan akan memberikan kepekaan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk menemukan sumber yang tidak kami harapkan dapat memberi tahu kita tentang fisika baru. GLOC mungkin merupakan permata mahkota sains di bulan,” Avi Loeb, profesor sains di Universitas Harvard, mengatakan dalam sebuah penyataan.

tembakan panjang

Usulan baru datang dengan latar belakang serbuan baru ke bulan karena negara-negara memutuskan untuk membangun kehadiran permanen di bulan kali ini. Program Artemis yang bertujuan untuk mengirim wanita pertama Dan manusia berikutnya ke bulan pada awal 2024 bisa menjadi kunci untuk membuka fisika dan penemuan baru dalam cara kerja alam semesta. Para peneliti berharap untuk memiliki beberapa instrumen ilmiah di permukaan bulan dalam dekade ini yang akan menjadi kunci untuk menguji teknologi detektor kritis.

Manfaat investasi besar dari GLOC adalah untuk menciptakan basis permanen di Bulan di mana kita dapat mempelajari alam semesta selama beberapa generasi.

“Sebuah observatorium penuh akan membutuhkan beberapa tahap, tetapi saya berharap untuk melihat prototipe pada skala waktu yang lebih cepat,” tambah Dr. Karan Jani, mencatat bahwa semua eksperimen fisika canggih skala besar sekarang memerlukan kolaborasi global. Dia menambahkan: “LIGO-India dan LHC adalah dua contoh bagus untuk ini. Saya pikir sudah waktunya bagi negara-negara demokratis untuk membentuk Dewan Bulan baru dan menetapkan jalur visi untuk membangun infrastruktur di Bulan.”

Meningkatnya minat perusahaan swasta yang mendesak untuk eksplorasi antarplanet dapat membuka jalan bagi layanan dan teknologi yang lebih murah dan lebih cepat yang menjangkau di luar orbit Bumi dalam beberapa dekade mendatang, mengungkapkan rahasia alam semesta yang lebih dalam dan bagaimana semuanya dimulai.