Selama berpuluh-puluh tahun, para fisikawan berjuang menghadapi kontradiksi mendasar: dua metode berbeda dalam mengukur laju perluasan alam semesta memberikan hasil yang tidak konsisten—kesenjangan ini dikenal sebagai “ketegangan Hubble”. Kini, tim peneliti mengusulkan solusi baru: menggunakan gelombang gravitasi, riak di ruangwaktu, untuk menentukan laju ekspansi secara mandiri, yang berpotensi memecahkan teka-teki lama ini.
Ketegangan Hubble: Masalah Inti dalam Kosmologi
Sejak tahun 1998, pengamatan telah mengkonfirmasi bahwa alam semesta tidak hanya mengembang, namun juga mengalami percepatan. Percepatan ini dikaitkan dengan “energi gelap”, meskipun sifat sebenarnya masih belum diketahui. Masalah utamanya terletak pada ketidakkonsistenan konstanta Hubble, nilai penting yang menentukan laju ekspansi. Mengukur konstanta ini dari supernova terdekat menghasilkan satu hasil, sedangkan perhitungan berdasarkan alam semesta awal—menggunakan model kosmologis standar—memberikan hasil yang berbeda. Konflik ini memerlukan pengukuran ketiga yang independen untuk memastikan nilai mana yang benar.
Gelombang Gravitasi sebagai Alat Pengukuran Baru
Solusi yang diusulkan memanfaatkan gelombang gravitasi, yang diprediksi oleh teori relativitas umum Einstein. Gelombang ini dihasilkan oleh percepatan objek masif, seperti penggabungan lubang hitam dan bintang neutron. Pertama kali terdeteksi pada tahun 2015 oleh Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), gelombang ini kini memberikan peluang unik untuk menyelidiki perluasan alam semesta.
Kuncinya terletak pada metode yang disebut metode sirene stokastik : alih-alih berfokus pada penggabungan individu, metode ini menganalisis “dengungan” gelombang gravitasi yang samar dan terus menerus dari tumbukan jauh yang tak terhitung jumlahnya—latar belakang gelombang gravitasi. Kekuatan latar belakang ini terkait langsung dengan konstanta Hubble; ekspansi yang lebih lambat berarti lebih banyak ruang untuk tabrakan, sehingga melemahkan sinyal latar belakang. Sebaliknya, perluasan yang lebih cepat akan memampatkan ruang, membuat latar belakang menjadi lebih kuat.
Mengapa Ini Penting: Verifikasi Independen dan Potensi Masa Depan
Pendekatan ini menawarkan keuntungan penting: tidak bergantung pada metode yang saat ini tidak disetujui. Dengan menggabungkan data gelombang gravitasi dengan observasi elektromagnetik tradisional—teknik yang disebut astronomi multi-messenger —para ilmuwan dapat membandingkan hasil dan menentukan apakah tegangan Hubble benar-benar merupakan perbedaan atau kesalahan sistematis dalam pengukuran yang ada.
“Hal ini akan membuka jalan bagi penerapan metode ini di masa depan karena kita terus meningkatkan sensitivitas, membatasi latar belakang gelombang gravitasi dengan lebih baik, dan bahkan mungkin mendeteksinya,” kata peneliti Alex Cousins.
Meskipun detektor saat ini belum mengkonfirmasi sinyal latar belakang, analisis awal menggunakan data LIGO-Virgo-KAGRA menunjukkan tingkat ekspansi yang lebih tinggi, selaras dengan pengukuran supernova. Ketika detektor gelombang gravitasi menjadi lebih sensitif dalam enam tahun ke depan, metode ini menjanjikan penyempurnaan pengukuran konstanta Hubble dan membawa kita lebih dekat untuk menyelesaikan ketegangan Hubble. Pengembangan alat baru ini mewakili lompatan maju yang signifikan dalam kosmologi, menawarkan jalan unik menuju pemahaman sifat dasar alam semesta yang terus meluas.
