Diposting Selasa, 17 Mei 2011 jam 12:25 pm oleh Evy Siscawati

Dua Efek Relativitas Umum Terbukti oleh Gravity Probe B

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Selasa, 17 Mei 2011 -


Gravity Probe B mencapai pengukuran yang sesuai dengan prediksi teoritis dari dua efek relativitas umum, yang menyatakan kalau gravitasi naik ketika massa melengkungkan ruang dan waktu. “Einstein bertahan hidup!” kata Francis Everitt, seorang fisikawan di Universitas Stanford di Palo Alto, Kalifornia, yang melaporkan hasilnya dalam konferensi pers di markas besar NASA di Washington, D.C.

Peneliti lain menyambut hasil ini dengan tepuk tangan biasa. Gravity Probe B cukup presisi untuk mencapai pengukuran kuncinya. Namun fakta ini sudah diketahui 6 tahun lalu, ketika dua fisikawan membuat pengukuran yang sama dengan data dari satelit yang jauh lebih murah. “Saya memuji tim Gravity Probe B atas hasilnya, karena Gravity Probe B merupakan eksperimen yang sangat sulit dan indah,” kata Ignazio Ciufolini, seorang fisikawan dari Universitas Salento di Lecce, Italia yang membuat pengukuran yang lebih awal.

Setelah berpuluh tahun pengembangan, Gravity Probe B mengelilingi Bumi dari kutub ke kutub selama 17 bulan sejak 20 April 2004 dan menggunakan giroskop untuk mengukur dua aspek relativitas umum. Pertama, efek geodetik, muncul karena massa Bumi menciptakan semacam tonjolan dalam ruang waktu yang mengganggu aturan umum geometri. Hasilnya, keliling lingkaran mengelilingi Bumi harus sedikit lebih pendek daripada nilai Euklid yaitu 2pi (2?) kali radius lingkaran. Gravity Probe B mengukur pengurangan 2,8 centimeter yang diprediksikan pada orbit 40 ribu kilometernya pada ketelitian hingga 0.25%.

Satelit ini juga mengkonfirmasi efek penyeretan bingkai, dimana Bumi yang berotasi memuntirkan ruang waktu disekitarnya. Seolah Bumi yang berputar dicelupkan ke dalam madu, kata Everitt. “Ketika ia berputar, Bumi akan menyeret madu bersamanya,” katanya. “Begitu juga, Bumi menyeret ruang waktu disekitarnya.” Gravity Probe B membenarkan efek penggeseran bingkai, yang kurang dari 1/10 kali yang dinyatakan oleh efek geodetis, hingga ketelitian 19%.

Masih, itu jauh sekali dari apa yang diharapkan para ilmuan. Untuk mengukur kedua efek, Gravity Probe B melacak gerakan empat giroskop, membandingkan pembarisan sumbu-sumbu rotasinya dengan arah pada sebuah bintang referensi. Pada orbit kutub satelit ini, efek geodetik menyebabkan sumbu giroskop menyimpang sedikit pada arah utara-selatan, sementara efek penyeretan bingkai menggesernya ke timur-barat. Berputar dengan 5 ribu putaran per menit, giroskop tersebut merupakan kecanggihan rekayasa – hampir berupa bola quartz sempurna berukuran bola ping-pong ditutupi dengan niobium superkonduktor untuk menghasilkan medan magnet sepanjang sumbunya. Dengan ini, para peneliti mampu mengukur penggeseran bingkai hingga ketelitian 1%.

Namun ketidaksempurnaan elektrostatis pada giroskop merusak rencana tersebut. Secara mekanis, bola ini adalah benda terbulat yang pernah dibuat manusia, jelas Everitt. Jika satu diperbesar hingga seukuran Bumi, tonjolan terbesarnya hanya akan setinggi 3 meter. Walau begitu, muatan yang terjebak dalam niobium membuat giroskop tidak bulat secara listrik; sebuah peta berukuran Bumi dari lansekap tegangan bola ini akan membentuk tonjolan setinggi gunung Everest. Interaksi antara ketidak sempurnaan tersebut dan yang ada dalam wadah giroskop itu sendiri menciptakan gangguan kecil, dan untuk mencapai ketelitian final, para peneliti menghabiskan waktu 5 tahun untuk memikirkan cara memperbaikinya.

Beberapa ilmuan lain tidak yakin seberapa besar mereka harus mempercayai koreksi ini. Lima tahun lalu, Ciufolini mencatat, para peneliti Gravity Probe B melaporkan ketidakpastian lebih dari 10 kali lebih besar. Koreksi kesalahan sistemik sedemikian besar adalah hal yang sulit, katanya: “Saya tidak tahu detilnya, namun tampaknya sangat sulit untuk menyingkirkan lebih dari 90% kesalahan sistemik.”

Pengukuran sebelumnya juga menantang hasil terbaru ini. Tahun 2004, Cifuolini dan Erricos Pavlis dari Universitas Maryland, Baltimore County, mengukur penyeretan bingkai dengan melacak orbit satelit LAGEOS dan LAGEOS II, reflektor sederhana yang diluncurkan tahun 1976 dan 1992 dan digunakan umumnya untuk mengawasi gerakan permukaan Bumi. Dengan pengawasan sangat hati-hati bagaimana bidang orbit satelit membelok atau terpresesi, mereka mengukur efek ini hingga ketelitian 10%, lebih baik dari yang dilakukan tim peneliti Gravity Probe B. “Mereka hanya membenarkan hasil pengukuran Ciufolini saja,” kata Robert O’Connell, seorang fisikawan teoritis dari Louisiana State University di Baton Rouge. “Jadi saya rasa konferensi pers NASA terlalu berlebihan.”

Pada akhirnya, nilai sebenarnya Gravity Probe B lebih dari sekedar eksperimen ini, kata Everitt kepada Science. “Elemen berharganya adalah tantangan desain satelit ini.” Ia mengatakan bahwa 100 mahasiswa pasca sarjana meraih gelar Ph.D karena bekerja dalam eksperimen ini. Walau begitu, ilmuan lain tidak antusias, “Ini menghabiskan 760 juta USD uang pemerintah,” kata O’Connell. “Dan bagi saya ia terlalu banyak dan diatur dengan buruk oleh dinas pemerintah yang terlibat.”

 

Sumber

Adrian Cho. 4 Mei 2011. At Long Last, Gravity Probe B Satellite Proves Einstein Right. ScienceNOW.

Referensi lanjut

Charles Seife. Swiveling Satellites See Earth’s Relativistic Wake. Science 22 October 2004: Vol. 306 no. 5696 p. 592

 

Evy Siscawati
Facts are the air of scientists. Without them you can never fly (Linus Pauling). Berjalan di pantai, dud dud, berjalan di pantai, dud dud (ESW).
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.