Einstein Terbukti Benar, Teori Relativitas Umum Bekerja di Galaksi Lain

KOMPAS.com - Para ilmuwan dunia baru saja memvalidasi teori relativitas umum milik Albert Einstein. Namun, validasi ini tidak dilakukan di Bumi melainkan di galaksi yang jauh.

Penelitian ini mendukung pemahaman kita tentang gravitasi saat ini dan memberi lebih banyak bukti keberadaan materi gelap.

Kedua konsep ini hanya diketahui para ilmuwan secara tidak langsung dengan mengamati efek pada benda-benda kosmik.

Sebagai informasi, teori relativitas umum milik Einstein diterbitkan 102 tahun lalu, tepatnya tahun 1916.

Teori ini menjelaskan, gravitasi adalah hasil dari konsep yang dikenal sebagai struktur ruang-waktu.

Sederhananya, teori ini memprediksi seberapa banyak massa suatu objek melalui kurva ruang-waktu.

Sejak pertama kali diterbitkan, sebenarnya teori ini telah diuji beberapa kali dalam tata surya.

Namun, penelitian terbaru yang dilakukan oleh tim astronom internasional ini adalah tes tepat pertama dari relativitas umum pada skala astronomi yang besar.

Thomas Collett, pemimpin penelitian ini, menggunakan data dari Teleskop Luar Angkasa Hubble milik NASA dan Teleskop Sangat Besar di Observatorium Selatan Eropa di Chile.

Hukum Fisika Bumi sama dengan Galaksi Lain

Hasilnya, tim ini menemukan bahwa gravitasi berperilaku dengan cara yang sama di galaksi yang jauh. Artinya, gravitasi di Bumi sama dengan gravitasi di galaksi-galaksi lain.

Ini membuktikan bahwa teori relativitas umum milik Einstein benar.

"(Tim menguji asumsi bahwa) hukum fisika yang bekerja di Bumi juga sama di tempat lain," ungkap Terry Oswalt, astronom sekaligus ketua prodi ilmu fisika di Embry-Riddle Aeronautical University, Florida dikutip dari Space.com, Kamis (21/06/2018).

"Memverifikasi relativitas umum pada semua skala yang mungkin (terutama skala besar) secara fundamental penting bagi ilmu fisika secara keseluruhan dan bidang kosmologi khususnya," tambah Oswalt yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Materi Gelap dan Energi Gelap

Collet mengatakan, selain memvalidasi teori milik Einstein, temuan ini juga berfungsi sebagai bukti tambahan untuk keberadaan materi gelap dan energi gelap.

Menurut Collet, materi gelap dan energi gelap sering dianggap sebagai hal aneh dalam model standar kosmologi.

Untuk diketahui, model standar kosmologi adalah teori yang menggambarkan bagaimana kekuatan dan partikel fundamental di alam semesta bekerja dan berperilaku bersama.

Sayangnya, hingga saat ini pemahaman dan penjelasan tentang kedua hal tersebut masih kurang.

Oswalt bahkan menyebut keduanya sebagai dua misteri terbesar dalam kosmologi saat ini.

"Saya ragu para astronom akan meninggalkan model kosmologi standar dalam waktu dekat," ujar Oswalt.

Menurutnya, astronom tidak akan meninggalkan model ini melainkan membuatnya lebih tepat menjelaskan data yang teramati.

Collet mengatakan, dalam model standar, materi gelap diperlukan untuk menjelaskan seberapa cepat bintang mengorbit di sekitar galaksi dan energi gelap diperlukan untuk menjelaskan mengapa alam semesta berkembang lebih cepat.

Dengan temuan ini, materi gelap dan energi gelap masih sesuai dengan model standar kosmologi.

Meski begitu, Collet menyebut bahwa penelitian ini bukan "bukti nyata" dari keberadaan keduanya. Temuan ini hanya berfungsi sebagai bukti tambahan keberadaan mereka.

Cincin Einstein

Untuk memvalidasi relativitas umum di luar tata surya ini, tim peneliti menggunakan pelensaan gravitasi yang kuat.

Teknik tersebut bekerja dengan cara di mana objek besar - dalam hal ini, galaksi - bertindak seperti lensa besar dengan membengkokkan cahaya sedemikian rupa sehingga citra objek latar belakang, juga galaksi, terdistorsi.

Tim astronom ini menggunakan galaksi ESO 325-G004 karena merupakan salah satu lensa terdekat ke Bumi, hanya berjarak sekitar 500 juta tahun cahaya.

Jika kedua benda tersebut sejajar dengan baik, efek ini menciptakan cincin gambar (cincin Einstein) dari galaksi latar belakang.

"(Jari-jari cincin ini) sebanding dengan defleksi cahaya," kata Collet.

"Jadi, jika Anda mengukur jari-jari cincin tersebut, Anda dapat mengukur kelengkungan (ruang-waktu)," imbuhnya.

Selain mengukur kurva ruang-waktu, para peneliti harus menentukan massa galaksi, karena relativitas umum memprediksi seberapa banyak kelengkungan dibuat oleh massa.

Mereka menghitung massa ini dengan mengukur seberapa cepat perjalanan bintang galaksi.

Selanjutnya, dengan membandingkan massa tersebut dengan kelengkungan ruang-waktunya, tim menemukan apa yang diramalkan relativitas umum untuk galaksi itu.

Dengan keberhasilan ini, tim tersebut berharap bisa mempelajari galaksi dan lensa yang lebih jauh lagi.

Hal ini mereka lakukan untuk kembali memverifikasi bahwa gravitasi bekerja dengan cara yang sama di seluruh kosmos.

"Sangat memuaskan menggunakan teleskop terbaik dunia untuk menantang Einstein, hanya untuk mengetahui seberapa benar dia," kata Bob Nichol, direktur Institute of Cosmology and Gravitation yang juga terlibat dalam penelitian ini.