Pada bulan Februari 2016, saintis di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) melakar sejarah dengan mengumumkan pengesanan gelombang graviti (GW) yang pertama. Riak-riak ini di dalam alam semesta, yang disebabkan oleh penggabungan lubang hitam atau kerdil putih bertembung, pertama kali diramalkan oleh Teori Relativiti Umum Einstein kira-kira satu abad yang lalu.
Kira-kira setahun yang lalu, dua kemudahan LIGO dibawa ke luar talian sehingga alat pengesannya dapat menjalani beberapa siri peningkatan perkakasan. Dengan peningkatan ini selesai, LIGO baru-baru ini mengumumkan bahawa balai cerap akan kembali dalam talian pada 1 April. Pada ketika itu, para saintisnya menjangkakan bahawa peningkatan kepekaannya akan memungkinkan pengesanan "hampir setiap hari" dilakukan.
Sejauh ini, sebanyak 11 kejadian gelombang graviti telah dikesan dalam tempoh kira-kira tiga setengah tahun. Sepuluh daripadanya adalah hasil penggabungan lubang hitam sementara isyarat yang tinggal disebabkan oleh sepasang bintang neutron bertabrakan (kejadian kilonova). Dengan mengkaji peristiwa-peristiwa ini dan yang serupa dengannya, para saintis telah memulakan era astronomi yang baru.
Dan dengan peningkatan LIGO yang telah selesai, para saintis berharap dapat menggandakan jumlah peristiwa yang telah dikesan pada tahun akan datang. Kata Gabriela González, seorang profesor fizik dan astronomi di Louisiana State University yang menghabiskan bertahun-tahun memburu GW:
“Galileo mencipta teleskop atau menggunakan teleskop untuk pertama kalinya melakukan astronomi 400 tahun yang lalu. Dan hari ini kita masih membina teleskop yang lebih baik. Saya rasa dekad ini telah menjadi permulaan astronomi gelombang graviti. Jadi ini akan terus membuat kemajuan, dengan pengesan yang lebih baik, dengan pengesan yang berbeza, dengan lebih banyak pengesan. "
Terletak di Hanfrod, Washington, dan Livingston, Louisiana, kedua alat pengesan LIGO terdiri daripada dua paip konkrit yang disambungkan di dasar (membentuk bentuk L gergasi) dan memanjang tegak lurus satu sama lain sejauh kira-kira 3.2 km (2 mi). Di dalam saluran paip, dua pancaran laser kuat yang terpantul dari serangkaian cermin digunakan untuk mengukur panjang setiap lengan dengan ketepatan yang sangat tinggi.
Semasa gelombang graviti melewati pengesan, mereka memutarbelitkan ruang dan menyebabkan panjang berubah dengan jarak terkecil (iaitu pada tahap subatomik). Menurut Joseph Giaime, ketua LIGO Observatory di Livingston, Louisiana, peningkatan baru-baru ini merangkumi optik yang akan meningkatkan daya laser dan mengurangkan "kebisingan" dalam pengukuran mereka.
Untuk sisa tahun ini, penyelidikan gelombang gravitasi juga akan didukung oleh fakta bahawa pengesan ketiga (Virgo Interferometer di Itali) juga akan melakukan pemerhatian. Semasa menjalankan pemerhatian terakhir LIGO, yang berlangsung dari November 2016 hingga Ogos 2017, Virgo hanya beroperasi dan dapat menawarkan sokongan untuk tujuan akhir.
Sebagai tambahan, balai cerap KAGRA Jepun dijangka akan dalam talian dalam masa terdekat, yang membolehkan rangkaian pengesanan yang lebih mantap. Pada akhirnya, mempunyai beberapa pemerhati yang dipisahkan dengan jarak yang sangat jauh di seluruh dunia tidak hanya memungkinkan pengesahan tahap yang lebih besar, tetapi juga membantu menyempitkan kemungkinan lokasi sumber GW.
Untuk jangka masa pemerhatian seterusnya, ahli astronomi GW juga akan mendapat kelebihan sistem amaran awam - yang telah menjadi ciri biasa astronomi moden. Pada asasnya, apabila LIGO mengesan peristiwa GW, pasukan akan mengirimkan peringatan supaya pemerhatian di seluruh dunia dapat mengarahkan teleskop mereka ke sumber - sekiranya peristiwa itu menghasilkan fenomena yang dapat dilihat.
Hal ini tentunya berlaku dengan peristiwa kilnova yang berlaku pada tahun 2017 (juga dikenali sebagai GW170817). Setelah dua bintang neutron yang menghasilkan GW bertabrakan, hasil kilauan yang terang sebenarnya bertambah cerah dari masa ke masa. Pertembungan itu juga menyebabkan pelepasan jet bahan super cepat dan pembentukan lubang hitam.
Menurut Nergis Mavalvala, seorang penyelidik gelombang graviti di MIT, fenomena yang dapat dilihat yang berkaitan dengan peristiwa GW telah menjadi rawatan yang jarang berlaku setakat ini. Di samping itu, selalu ada kemungkinan sesuatu yang benar-benar tidak dijangka dapat dilihat yang akan membuat para saintis bingung dan tercengang:
"Kami hanya melihat sebilangan lubang hitam ini dari semua kemungkinan yang ada di luar sana. Terdapat banyak, banyak soalan yang masih belum kita ketahui bagaimana menjawabnya ... Begitulah penemuan berlaku. Anda menghidupkan instrumen baru, anda menunjukkannya ke langit, dan anda melihat sesuatu yang anda tidak tahu ada. "
Penyelidikan gelombang graviti hanyalah salah satu daripada beberapa revolusi yang berlaku dalam astronomi hari ini. Dan seperti bidang penyelidikan lain (seperti kajian dan pemerhatian exoplanet tentang Alam Semesta awal), ia akan mendapat manfaat daripada pengenalan kedua-dua instrumen dan kaedah yang lebih baik pada tahun-tahun mendatang.
