Konsep artis mengenai ruang-waktu berpusing di sekitar Bumi. Kredit gambar: NASA. Klik untuk membesarkan
Adakah Bumi berada dalam pusaran ruang-waktu?
Kita akan segera mengetahui jawapannya: Eksperimen fizik NASA / Stanford yang disebut Gravity Probe B (GP-B) baru-baru ini selesai setahun mengumpulkan data sains di orbit Bumi. Hasilnya, yang akan memakan waktu satu tahun lagi untuk dianalisis, harus memperlihatkan bentuk ruang-waktu di sekitar Bumi – dan, mungkin, pusaran.
Masa dan ruang, menurut teori relativiti Einstein, ditenun bersama, membentuk kain empat dimensi yang disebut "ruang-waktu." Jisim Bumi yang luar biasa merosakkan kain ini, seperti orang berat yang duduk di tengah trampolin. Graviti, kata Einstein, hanyalah pergerakan objek mengikut garis lengkung lesung.
Sekiranya Bumi tidak bergerak, itu akan menjadi akhir cerita. Tetapi Bumi tidak pegun. Planet kita berputar, dan putaran harus memutar lesung pipit, sedikit, menariknya menjadi pusaran 4 dimensi. Inilah yang GP-B pergi ke angkasa untuk memeriksa
Idea di sebalik percubaan itu mudah:
Letakkan giroskop berputar ke orbit mengelilingi Bumi, dengan paksi putaran menunjuk ke arah bintang yang jauh sebagai titik rujukan tetap. Bebas dari daya luaran, paksi giroskop harus terus menunjuk ke arah bintang-selamanya. Tetapi jika ruang dipusingkan, arah paksi giroskop harus melayang dari masa ke masa. Dengan memperhatikan perubahan arah relatif terhadap bintang, kelainan ruang-waktu dapat diukur.
Dalam praktiknya, percubaan ini sangat sukar.
Empat giroskop di GP-B adalah sfera paling sempurna yang pernah dibuat oleh manusia. Bola ping pong berukuran kuarza dan silikon yang bersatu ini berukuran 1.5 inci dan tidak pernah berbeza dari sfera sempurna oleh lebih dari 40 lapisan atom. Sekiranya giroskop tidak begitu sfera, paksi putarannya akan bergoyang walaupun tanpa kesan kerelatifan.
Menurut perhitungan, ruang-waktu yang berpusing di sekitar Bumi menyebabkan paksi gyros melayang hanya 0,041 arka detik dalam setahun. Satu arka detik adalah 1/3600 darjah. Untuk mengukur sudut ini dengan cukup baik, GP-B memerlukan ketepatan yang luar biasa sebanyak 0.0005 saat. Ia seperti mengukur ketebalan sehelai kertas yang terletak hampir 100 batu.
Penyelidik GP-B mencipta teknologi baru untuk mewujudkannya. Mereka mengembangkan satelit "drag free" yang dapat menyapu lapisan luar atmosfer Bumi tanpa mengganggu gyros. Mereka mencari cara untuk menjauhkan medan magnet yang menembusi Bumi dari kapal angkasa. Dan mereka membuat alat untuk mengukur putaran gyro - tanpa menyentuh gyro.
Menamatkan eksperimen adalah cabaran yang luar biasa. Banyak masa dan wang tersedia, tetapi para saintis GP-B nampaknya telah melakukannya.
"Tidak ada kejutan besar" dalam prestasi eksperimen itu, kata profesor fizik Francis Everitt, Penyelidik Utama GP-B di Universiti Stanford. Setelah pengambilan data selesai, dia mengatakan suasana di kalangan saintis GP-B adalah "banyak semangat, dan menyedari juga bahawa banyak kerja keras yang ada di depan kita."
Analisis data yang teliti dan teliti sedang dijalankan. Para saintis akan melakukannya dalam tiga peringkat, jelas Everitt. Pertama, mereka akan melihat data dari setiap hari eksperimen sepanjang tahun, memeriksa penyelewengan. Selanjutnya mereka akan membahagikan data menjadi kira-kira sepanjang bulan, dan akhirnya mereka akan melihat sepanjang tahun. Dengan melakukannya dengan cara ini, para saintis seharusnya dapat menemui masalah yang mungkin dilewatkan oleh analisis yang lebih mudah.
Akhirnya para saintis di seluruh dunia akan meneliti data tersebut. Kata Everitt, "kami mahu pengkritik paling tegas menjadi kami."
Taruhannya tinggi. Sekiranya mereka mengesan pusaran, tepat seperti yang diharapkan, itu bermakna Einstein benar sekali lagi. Tetapi bagaimana jika tidak? Mungkin ada kekurangan dalam teori Einstein, perbezaan kecil yang menandakan revolusi dalam fizik.
Namun, pertama, terdapat banyak data untuk dianalisis. Nantikan.
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
