Sistem Bintang Tiga Dapat Jawab Pertanyaan Tentang Gravitasi

Penemuan sistem bintang rangkap tiga ini dapat menyibak kekurangan Teori Relativitas Umum, untuk mendapatkan teori yang lebih tepat.

 

Penemuan sebuah sistem tiga bintang "menambah terang", dalam arti dapat memberikan petunjuk-petunjuk yang membantu, para ilmuwan mendefinisikan karakteristik sebenarnya dari gravitasi.

Sistem tersebut terdiri dari dua bintang kerdil putih dan sebuah pulsar — bintang yang mengeluarkan gelombang radio dan radiasi elektromagnetik dengan cepat —  yang sangat padat. Ketiga bintang ini, yang ada dalam ruang yang lebih kecil dari orbit Bumi di sekitar Matahari, dapat membantu memecahkan masalah dalam teori relativitas umum yang dikemukakan oleh Albert Einstein.

"Sistem ini menyediakan laboratorium kosmik alami yang jauh lebih baik dari yang pernah ada sebelumnya untuk mempelajari bagaimana sistem-sistem tiga obyek teresebut bekerja dan berpotensi mendeteksi masalah-masalah dalam Relativitas Umum yang oleh para ahli fisika diperkirakan ada dalam kondisi-kondisi ekstrem," ujar Scott Ransom dari Observatorium Astronomi Radio Nasional (NRAO).

Menggunakan waktu tepat saat pulsar memancarkan gelombang radio, para ahli astronomi dapat menghitung geometri sistem tersebut dan massa-massa bintang dengan presisi yang belum pernah disamai sebelumnya.

Pulsar tersebut, yang berjarak 4.200 tahun cahaya dari Bumi, berputar sekitar 366 kali per detik. Pulsar dibentuk ketika sebuah bintang masif meledak sebagai supernova dan sisanya jatuh menjadi bintang neutron yang sangat padat, dengan beberapa dari massanya berubah menjadi energi yang mengikat secara gravitasi dan menyatukan bintang yang padat tersebut.

Para ilmuwan mengatakan sistem tersebut dapat menawarkan peluang besar untuk menemukan pelanggaran sebuah konsep yang disebut Prinsip Ekuivalen. Prinsip ini menyatakan bahwa dampak gravitas terhadap sebuah obyek tidak bergantung dari karakter atau struktur internal obyek tersebut.

Eksperimen-eksperimen paling terkenal yang menggambarkan prinsip ekuivalen adalah yang dilakukan oleh Galileo Galilei ketika menjatuhkan dua bola dengan berat berbeda dari Menara Miring Pisa dan komandan Apollo 15 Dave Scott yang menjatuhkan palu dan bulu burung elang ketika berdiri di permukaan hampa udara di Bulan pada 1971.

"Meski Teori Relativitas Umum Einstein sejauh ini mengukuhkan setiap eksperimen, hal ini tidak sejalan dengan teori kuantum. Karenanya, para ahli fisika memperkirakan ini tidak akan berlaku dalam kondisi-kondisi ekstrem," ujar Ransom. "Sistem rangkap tiga dari bintang-bintang kecil ini memberikan kita peluang besar untuk melihat pelanggaran bentuk spesifik dari prinsip ekuivalen yang disebut Prinsip Ekuivalen Kuat," tambahnya.

Lewat prinsip ekuivalen tersebut, dampak gravitasi dari bintang putih terluar akan identik untuk bintang-bintang lain. Jika prinsip ekuivalen kuat tidak valid dalam kondisi-kondisi sistem ini, dampak gravitasi bintang terluar pada bintang putih di bagian dalam dan bintang neutron tersebut akan sedikit berbeda dan observasi waktu pulsar yang berpresisi tinggi dapat secara mudah memperlihatkannya.

"Dengan melakukan penjangkaan berpresisi sangat tinggi dari denyut yang datang dari pulsar, kita dapat menguji deviasi dari prinsip ekuivalen kuat dengan sensitivitas yang beberapa kali lebih besar dibandingkan yang pernah ada sebelumnya," ujar Ingrid Stairs dari University of British Columbia.

"Penemuan deviasi dari Prinsip Ekuivalen Kuat akan mengindikasikan kegagalan Relativitas Umum dan akan mengarahkan kita pada teori gravitasi yang baru dan tepat," tambahnya.

"Sistem ini sangat menarik dalam banyak hal, termasuk apa yang telah menjadi sejarah pembentukan yang gila dan kita harus melakukan banyak pekerjaan untuk betul-betul memahaminya," ujar Ransom.

 

Share On: