Fisikawan legendaris Albert Einstein adalah seorang pemikir yang mendahului zamannya. Lahir pada tanggal 14 Maret 1879, Einstein datang ke dunia di mana planet kerdil Pluto belum ditemukan dan gagasan penerbangan luar angkasa masih menjadi mimpi yang jauh. Terlepas dari keterbatasan teknis pada masanya, Einstein menerbitkan bukunya yang terkenal Teori relativitas umum pada tahun 1915, yang membuat prediksi tentang sifat alam semesta yang akan dikonfirmasi berulang kali selama lebih dari 100 tahun.
Berikut adalah 10 pengamatan terbaru yang membuktikan bahwa Einstein benar tentang sifat alam semesta seratus tahun yang lalu – dan satu lagi yang membuktikan bahwa dia salah.
Gambar pertama lubang hitam
Teori Relativitas Umum Einstein menggambarkan gravitasi sebagai konsekuensi dari distorsi ruang-waktu, pada dasarnya semakin masif suatu objek, semakin besar distorsi ruang-waktu dan memaksa objek yang lebih kecil untuk jatuh ke atasnya. Teori ini juga memprediksi keberadaan lubang hitam – objek masif yang sangat mendistorsi ruang-waktu sehingga cahaya pun tidak dapat menghindarinya.
Saat peneliti menggunakan Event Horizon Telescope (EHT) memperoleh yang pertama dalam sejarah gambar lubang hitam, mereka membuktikan bahwa Einstein benar tentang beberapa hal yang sangat spesifik, yaitu bahwa setiap lubang hitam disebut titik tidak dapat kembali cakrawala peristiwa, yang kira-kira berbentuk bulat dan dengan ukuran yang dapat diprediksi berdasarkan massa lubang hitam. Gambar revolusioner dari lubang hitam yang diperoleh EHT menunjukkan bahwa prediksi ini benar sekali.
"Gema" dari lubang hitam
Para astronom sekali lagi membuktikan kebenaran teori lubang hitam Einstein ketika mereka menemukan pola aneh radiasi sinar-X di dekat lubang hitam yang berjarak 800 juta tahun cahaya dari Bumi.
Selain pancaran sinar-X yang diharapkan dari bagian depan lubang hitam, tim juga menemukan prediksi "gema bercahaya" dari sinar-X yang dipancarkan dari belakang lubang hitam, tetapi masih terlihat dari Bumi karena lubang hitam melengkungkan ruang- waktu sekitar itu sendiri.
Gelombang gravitasi
Teori relativitas Einstein juga menggambarkan riak-riak besar dalam jalinan ruang-waktu yang disebut gelombang gravitasi. Gelombang ini disebabkan oleh penggabungan benda-benda paling masif di alam semesta, seperti lubang hitam dan bintang neutron.
Dengan menggunakan detektor khusus yang disebut Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), fisikawan mengkonfirmasi keberadaan gelombang gravitasi pada tahun 2015 dan kemudian menemukan lusinan contoh gelombang gravitasi lainnya pada tahun-tahun berikutnya, sekali lagi membuktikan bahwa Einstein benar.
Mitra goyah dari lubang hitam
Studi tentang gelombang gravitasi dapat mengungkap rahasia benda masif dan jauh yang memancarkannya.
Dengan mempelajari gelombang gravitasi yang dipancarkan oleh sepasang lubang hitam biner yang secara perlahan bertabrakan pada tahun 2022, fisikawan mengonfirmasi bahwa benda-benda masif tersebut berosilasi – atau mendahului – dalam orbitnya saat mereka saling mendekat, seperti yang telah diprediksi oleh Einstein.
Bintang "Menari" pada spirograf
Para ilmuwan sekali lagi melihat teori presesi Einstein dengan mempelajari bintang yang mengorbit lubang hitam supermasif selama 27 tahun.
Setelah menyelesaikan dua orbit penuh di sekitar lubang hitam, bintang mulai "menari" ke depan dalam bentuk roset, bukannya bergerak dalam orbit elips tetap. Gerakan ini membenarkan prediksi Einstein bahwa benda yang sangat kecil harus berputar mengelilingi benda yang relatif besar.
Bintang neutron "menyeret bingkai"
Tidak hanya lubang hitam yang mendistorsi ruang-waktu di sekitarnya, cangkang bintang mati yang sangat padat juga dapat melakukannya. Pada tahun 2020, fisikawan mempelajari bagaimana bintang neutron mengorbit katai putih (dua jenis bintang mati yang runtuh) selama 20 tahun sebelumnya dan menemukan penyimpangan jangka panjang dalam bagaimana kedua objek tersebut mengorbit satu sama lain.
Menurut para peneliti, penyimpangan ini mungkin disebabkan oleh efek yang disebut dengan menyeret bingkai, pada dasarnya, katai putih membentang cukup ruang-waktu untuk sedikit mengubah orbit bintang neutron dari waktu ke waktu. Ini kembali menegaskan prediksi teori relativitas Einstein.
Pembesar gravitasi
Menurut Einstein, jika suatu benda cukup masif, ia harus mendistorsi ruang-waktu sedemikian rupa sehingga cahaya jauh yang dipancarkan dari belakang benda tersebut akan tampak diperbesar (dilihat dari Bumi).
Efek ini disebut lensa gravitasi dan banyak digunakan untuk memperbesar objek di alam semesta yang dalam. Gambar medan-dalam pertama James Webb Space Telescope diketahui telah menggunakan efek pelensaan gravitasi gugus galaksi yang berjarak 4,6 miliar tahun cahaya untuk memperbesar cahaya dari galaksi-galaksi yang berjarak lebih dari 13 miliar tahun cahaya.
Cincin Einstein JO418.
Salah satu bentuk pelensaan gravitasi sangat terang sehingga fisikawan mau tidak mau menamainya dengan nama Einstein. Ketika cahaya dari objek jauh membesar menjadi lingkaran cahaya sempurna di sekitar objek masif di latar depan, para ilmuwan menyebutnya "cincin Einstein".
Benda-benda menakjubkan ini ada di seluruh ruang angkasa dan telah difoto oleh para astronom dan ilmuwan amatir.
Alam semesta yang bergeser
Saat cahaya bergerak melalui alam semesta, panjang gelombangnya digeser dan diregangkan dalam beberapa cara berbeda yang dikenal sebagai pergeseran merah. Jenis pergeseran merah yang paling terkenal terkait dengan perluasan alam semesta (Einstein mengusulkan sebuah angka yang disebut konstanta kosmologis untuk menjelaskan perluasan yang tampak ini dalam persamaannya yang lain).
Namun, Einstein juga meramalkan jenis "pergeseran merah gravitasi" yang terjadi ketika cahaya kehilangan energi dalam perjalanannya dari depresi ruangwaktu yang diciptakan oleh objek masif seperti galaksi. Pada tahun 2011, sebuah studi tentang cahaya dari ratusan ribu galaksi jauh membuktikan bahwa pergeseran merah gravitasi memang ada, seperti prediksi Einstein.
Atom bergerak
Teori Einstein tampaknya juga berlaku di alam kuantum. Teori relativitas mengasumsikan bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah konstan, artinya ruang harus terlihat sama dari semua sisi. Pada 2015, para peneliti membuktikan bahwa efek ini berlaku bahkan pada skala terkecil, ketika mereka mengukur energi dua elektron yang bergerak ke arah yang berbeda di sekitar inti atom.
Perbedaan energi antara elektron tetap konstan terlepas dari arah mana mereka bergerak, membenarkan bagian dari teori Einstein ini.
Dan terakhir... Bagaimana dengan "tindakan mengerikan dari kejauhan"?
Dalam fenomena yang disebut keterikatan kuantum, partikel yang terjerat tampaknya dapat berkomunikasi satu sama lain dalam jarak yang sangat jauh lebih cepat daripada kecepatan cahaya, dan "memilih" keadaan untuk didiami hanya setelah diukur. Einstein membenci fenomena ini, menyebutnya sebagai "efek mengerikan pada jarak", dan menegaskan bahwa tidak ada efek yang dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya, dan bahwa objek memiliki keadaan terlepas dari apakah kita mengukurnya atau tidak.
Tetapi dalam percobaan global berskala besar di mana jutaan partikel terjerat di seluruh dunia diukur, para peneliti menemukan bahwa partikel tampaknya memilih keadaan hanya pada saat mereka diukur, dan bukan sebelumnya.
"Kami telah menunjukkan bahwa pandangan dunia Einstein ... di mana benda-benda memiliki sifat apakah Anda mengamatinya atau tidak, dan tidak ada efek yang bergerak lebih cepat dari cahaya, tidak mungkin benar - setidaknya salah satu dari hal-hal ini pasti salah," kata rekan penulis tersebut. . penelitian oleh Morgan Mitchell, profesor optik kuantum di Institute of Photonic Sciences di Spanyol, dalam sebuah wawancara dengan majalah Live Science pada tahun 2018.
Juga menarik: