Pada 11 Februari 2016, saintis di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mengumumkan pengesanan gelombang graviti pertama. Perkembangan ini, yang mengesahkan ramalan yang dibuat oleh Teori Relativiti Umum Einstein satu abad yang lalu, telah membuka jalan penyelidikan baru untuk ahli kosmologi dan ahli astrofizik. Sejak masa itu, lebih banyak pengesanan telah dibuat, yang semuanya dikatakan hasil penggabungan lubang hitam.
Pengesanan terbaru berlaku pada 14 Ogos 2017, ketika tiga pemerhati - Advanced LIGO dan Advanced Virgo pengesan - secara serentak mengesan gelombang graviti yang dihasilkan dengan menggabungkan lubang hitam. Ini adalah pertama kalinya gelombang graviti dikesan oleh tiga kemudahan yang berlainan dari seluruh dunia, sehingga memasuki era baru penyelidikan jaringan global terhadap fenomena kosmik ini.
Kajian yang memperincikan pemerhatian ini baru-baru ini diterbitkan dalam talian oleh LIGO Scientific Collaboration dan Virgo Collaboration. Berjudul "GW170814: Pemerhatian Tiga Detektor Gelombang Gravitasi dari Coalescence Lubang Hitam Binary", kajian ini juga telah diterima untuk diterbitkan dalam jurnal ilmiah Huruf Kajian Fizikal.
Acara, yang ditetapkan sebagai GW170814, diperhatikan pada pukul 10:30:43 UTC (06:30:43 EDT; 03:30:43 PDT) pada 14 Ogos 2017. Acara ini dikesan oleh dua LIGO Yayasan Sains Nasional pengesan (terletak di Livingston, Louisiana, dan Hanford, Washington) dan pengesan Virgo yang terletak berhampiran Pisa, Itali - yang dikendalikan oleh Pusat Penyelidikan Ilmiah Nasional (CNRS) dan Institut Fizik Nuklear Nasional (INFN).
Walaupun bukan gelombang gelombang gravitasi pertama yang terdeteksi, ini adalah pertama kalinya suatu peristiwa dikesan oleh tiga observatorium secara serentak. Seperti yang dinyatakan oleh Perancis Córdova, pengarah NSF dalam siaran akhbar LIGO baru-baru ini:
“Lebih dari satu setengah tahun yang lalu, NSF mengumumkan bahawa Observatorium Gelombang Gravitasi Laser Interferometer telah membuat pengesanan gelombang graviti yang pertama, yang disebabkan oleh perlanggaran dua lubang hitam di sebuah galaksi sejauh satu miliar tahun cahaya. Hari ini, kami dengan senang hati mengumumkan penemuan pertama yang dibuat dalam kerjasama antara pemerhatian gelombang gravitasi Virgo dan Kerjasama Ilmiah LIGO, pertama kalinya pengesanan gelombang graviti diperhatikan oleh pemerhatian ini, yang terletak beribu-ribu batu. Ini adalah tonggak menarik dalam usaha ilmiah antarabangsa yang semakin meningkat untuk membuka misteri alam semesta kita yang luar biasa. "
Berdasarkan gelombang yang dikesan, kolaborasi LIGO Scientific Collaboration (LSC) dan Virgo dapat menentukan jenis peristiwa, serta jisim objek yang terlibat. Menurut kajian mereka, peristiwa itu dipicu oleh penggabungan dua lubang hitam - yang masing-masing adalah 31 dan 25 Solar Masses. Acara ini berlaku kira-kira 1,8 miliar tahun cahaya dari Bumi, dan menghasilkan pembentukan lubang hitam berputar dengan sekitar 53 Massa Suria.
Maksudnya adalah bahawa kira-kira tiga Massa Suria diubah menjadi tenaga gelombang graviti semasa penggabungan, yang kemudian dikesan oleh LIGO dan Virgo. Walaupun mengesankan sendiri, pengesanan terbaru ini hanyalah rasa dari apa yang dapat dilakukan oleh pengesan gelombang graviti seperti kolaborasi LIGO dan Virgo sekarang setelah mereka memasuki tahap maju mereka dan saling bekerjasama.
Advanced LIGO dan Advanced Virgo adalah pengesan gelombang graviti generasi kedua yang telah mengambil alih dari yang sebelumnya. Kemudahan LIGO, yang disusun, dibina, dan dikendalikan oleh Caltech dan MIT, mengumpulkan data dengan tidak berjaya antara tahun 2002 dan 2010. Walau bagaimanapun, pada bulan September 2015, Advanced LIGO masuk ke dalam talian dan mula melakukan dua larian pemerhatian - O1 dan O2.
Sementara itu, pengesan Virgo yang asli melakukan pemerhatian antara tahun 2003 hingga Oktober 2011, sekali lagi tanpa kejayaan. Menjelang Februari 2017, penyatuan pengesan Virgo Lanjutan telah dimulakan, dan instrumen tersebut dalam talian menjelang April berikutnya. Pada tahun 2007, Virgo dan LIGO juga bekerjasama untuk berkongsi dan menganalisis bersama data yang direkodkan oleh pengesan masing-masing.
Pada bulan Ogos 2017, pengesan Virgo menyertai larian O2, dan pengesanan serentak yang pertama berlaku pada 14 Ogos, dengan data dikumpulkan oleh ketiga-tiga instrumen LIGO dan Virgo. Seperti yang dinyatakan oleh jurucakap LSC David Shoemaker - seorang penyelidik dengan Institut Teknologi Massachusetts (MIT), pengesanan ini adalah yang pertama dari banyak kejadian yang dijangkakan.
"Ini hanya permulaan pengamatan dengan rangkaian yang diaktifkan oleh Virgo dan LIGO bekerjasama," katanya. "Dengan jangkaan pemerhatian seterusnya yang dirancang untuk musim gugur 2018, kita dapat mengharapkan pengesanan seperti itu setiap minggu atau lebih kerap."
Bukan hanya ini akan bermakna bahawa saintis mempunyai gambaran yang lebih baik untuk mengesan peristiwa masa depan, tetapi mereka juga akan dapat menentukannya dengan ketepatan yang jauh lebih besar. Sebenarnya, peralihan dari rangkaian pengesan dua ke tiga dijangka meningkatkan kemungkinan menentukan sumber GW170814 oleh kilang 20. Kawasan langit untuk GW170814 hanya 60 darjah persegi - lebih daripada 10 kali lebih kecil daripada dengan data dari interferometer LIGO sahaja.
Di samping itu, ketepatan di mana jarak ke sumber diukur juga mendapat manfaat daripada perkongsian ini. Seperti yang dijelaskan oleh Laura Cadonati, seorang profesor Georgia Tech dan wakil jurucakap LSC:
"Ketepatan yang meningkat ini akan membolehkan seluruh komuniti astrofizik akhirnya membuat penemuan yang lebih menarik, termasuk pemerhatian berbilang utusan. Kawasan carian yang lebih kecil membolehkan pemerhatian susulan dengan teleskop dan satelit untuk kejadian kosmik yang menghasilkan gelombang graviti dan pelepasan cahaya, seperti perlanggaran bintang neutron. "
Pada akhirnya, membawa lebih banyak pengesan ke dalam rangkaian gelombang graviti juga akan membolehkan ujian yang lebih terperinci mengenai teori Relativiti Umum Einstein. Caltech's David H. Reitze, pengarah eksekutif Makmal LIGO, juga memuji perkongsian baru dan apa yang akan dibenarkan.
"Dengan pengesanan bersama pertama oleh pengesan LIGO Lanjutan dan Virgo, kami telah melangkah lebih jauh ke dalam kosmos gelombang graviti," katanya. "Virgo membawa keupayaan baru yang kuat untuk mengesan dan mencari sumber gelombang graviti dengan lebih baik, yang pasti akan membawa kepada hasil yang menarik dan tidak dijangka di masa depan."
Kajian gelombang graviti adalah bukti keupayaan pasukan sains dunia yang semakin meningkat dan sains interferometri. Selama beberapa dekad, kewujudan gelombang graviti hanyalah teori; dan menjelang abad, semua usaha untuk mengesannya tidak menghasilkan apa-apa. Tetapi hanya dalam lapan belas bulan terakhir, banyak pengesanan telah dibuat, dan puluhan lagi diharapkan dalam beberapa tahun mendatang.
Terlebih lagi, berkat rangkaian global baru dan instrumen dan kaedah yang lebih baik, acara ini pasti akan memberi tahu kami banyak tentang Alam Semesta kami dan fizik yang mengaturnya.
