Teori relativiti umum Einstein menerangkan graviti dari segi geometri ruang dan masa. Tetapi mengukur kelengkungan ruang ini sukar. Walau bagaimanapun, para saintis kini telah menggunakan pelbagai teleskop radio di seluruh benua untuk membuat pengukuran kelengkungan ruang yang sangat tepat yang disebabkan oleh graviti Matahari. Teknik baru ini berjanji akan memberi sumbangan besar dalam mempelajari fizik kuantum.
"Mengukur kelengkungan ruang yang disebabkan oleh graviti adalah salah satu cara yang paling sensitif untuk mempelajari bagaimana teori Relativiti Umum Einstein berkaitan dengan fizik kuantum. Menyatukan teori graviti dengan teori kuantum adalah tujuan utama fizik abad ke-21, dan pengukuran astronomi ini adalah kunci untuk memahami hubungan antara keduanya, ”kata Sergei Kopeikin dari University of Missouri.
Kopeikin dan rakannya menggunakan sistem teleskop radio Long Long Baseline Array (VLBA) National Science Foundation untuk mengukur lenturan cahaya yang disebabkan oleh graviti Matahari ke dalam satu bahagian di 30,000 3,333 (diperbetulkan oleh NRAO dan dikemas kini di sini pada 9/03/09 - lihat pautan ini yang disediakan oleh Ned Wright dari UCLA untuk maklumat lebih lanjut mengenai pesongan dan kelewatan cahaya). Dengan pemerhatian selanjutnya, para saintis mengatakan teknik ketepatan mereka dapat membuat ukuran yang paling tepat dari fenomena ini.
Lenturan cahaya bintang dengan graviti diramalkan oleh Albert Einstein ketika dia menerbitkan teorinya mengenai Relativiti Umum pada tahun 1916. Menurut teori relativiti, graviti kuat objek besar seperti Matahari menghasilkan kelengkungan di ruang berdekatan, yang mengubah jalan cahaya atau gelombang radio yang melintas berhampiran objek. Fenomena ini pertama kali diperhatikan semasa gerhana matahari pada tahun 1919.
Walaupun banyak pengukuran kesan telah dibuat selama 90 tahun yang lalu, masalah penggabungan Relativiti Umum dan teori kuantum memerlukan pengamatan yang lebih tepat. Ahli fizik menggambarkan kelengkungan ruang dan lenturan cahaya graviti sebagai parameter yang disebut "gamma." Teori Einstein berpendapat bahawa gamma harus sama dengan 1.0.
"Bahkan nilai yang berbeza satu bahagian dalam satu juta dari 1,0 akan memiliki konsekuensi besar untuk tujuan menyatukan teori gravitasi dan teori kuantum, dan dengan demikian dalam meramalkan fenomena di kawasan graviti tinggi dekat lubang hitam," kata Kopeikin.
Untuk membuat pengukuran yang sangat tepat, para saintis beralih ke VLBA, sistem teleskop radio di seluruh benua mulai dari Hawaii hingga Kepulauan Virgin. VLBA menawarkan kekuatan untuk membuat pengukuran kedudukan paling tepat di langit dan gambar paling terperinci dari mana-mana instrumen astronomi yang ada.
Para penyelidik membuat pemerhatian mereka ketika Matahari melintas hampir di depan empat kuarsa jauh - galaksi jauh dengan lubang hitam supermasif di teras mereka - pada bulan Oktober 2005. Graviti Matahari menyebabkan sedikit perubahan pada kedudukan jelas quasar kerana membelokkan radio gelombang yang datang dari objek yang lebih jauh.
Hasilnya adalah nilai gamma yang diukur dari 0,9998 +/- 0,0003, sesuai dengan ramalan Einstein pada 1,0.
"Dengan lebih banyak pemerhatian seperti kita, selain pengukuran pelengkap seperti yang dibuat dengan kapal angkasa Cassini NASA, kita dapat meningkatkan ketepatan pengukuran ini dengan sekurang-kurangnya faktor empat, untuk memberikan pengukuran terbaik dari gamma," kata Edward Fomalont Balai Cerap Astronomi Radio Nasional (NRAO). "Oleh kerana gamma adalah parameter fundamental teori gravitasi, pengukurannya menggunakan kaedah pengamatan yang berbeza sangat penting untuk mendapatkan nilai yang didukung oleh komuniti fizik," tambah Fomalont.
Kopeikin dan Fomalont bekerja dengan John Benson dari NRAO dan Gabor Lanyi dari Makmal Jet Propulsion NASA. Mereka melaporkan penemuan mereka dalam Jurnal Astrophysical terbitan 10 Julai.
Sumber: NRAO
