 |
| The Shapiro Delay |
Verifikasi dari teori Einstein yang berkaitan dengan kelengkungan ruang-waktu karena massa Matahari telah dibuat dengan pengamatan radar planet planet Mars. Pada 1960-an, Irwin A. Shapiro menyadari bahwa ada cara lain yang lebih akurat untuk menguji teori Einstein. Shapiro adalah perintis radar astronomi dan menyadari bahwa waktu yang dibutuhkan oleh radar untuk melakukan perjalanan ke dan dari planet akan terpengaruh jika nadi lewat dekat Matahari.
Gambar a, menunjukkan jalur langsung yang akan diambil oleh pulsa radar dari dan ke Mars jika kita dapat membayangkan bahwa Matahari tidak ada dan bahwa, sebagai akibatnya, pulsa radar bergerak dalam garis lurus langsung. Gambar b, kemudian menunjukkan bahwa, karena kelengkungan ruang oleh Matahari, pulsa radar yang dikirim di sepanjang jalur yang tepat ini tidak akan mencapai Mars, tetapi melengkung ke kiri. Pulsa yang akan mencapai Mars, ditunjukkan pada Gambar c, harus mengambil sedikit jalan ke kanan dari posisi sebenarnya sehingga kelengkungan ruang di dekat Matahari akan mengubahnya ke arah Mars. Gema akan mengikuti persis jalan yang sama secara terbalik. Karena denyut nadinya harus mengikuti rute yang lebih panjang ke Mars dan punggungnya jelas akan memakan waktu lebih lama daripada jika Matahari tidak ada. Pulsa radar akan ditunda. Shapiro delay, seperti yang disebut, dapat mencapai hingga 200 µs dan telah memberikan tes yang sangat baik dari teori Einstein.
Tes lebih lanjut, dari akurasi yang lebih tinggi, menggunakan penundaan Shapiro telah dibuat dengan memonitor sinyal dari pesawat ruang angkasa sebagai jalur sinyal yang dilewati dekat dengan Matahari. Pada tahun 1979, Shapiro delay diukur keakuratan satu bagian dalam seribu menggunakan pengamatan sinyal yang dikirimkan ke dan dari pesawat ruang angkasa Viking di Mars. Baru-baru ini, pengamatan yang dilakukan oleh ilmuwan Italia menggunakan data dari pesawat ruang angkasa Cassini NASA, sementara dalam perjalanan ke Saturnus pada 2002, menegaskan Teori Relativitas Einstein dengan presisi 50 kali lebih besar dari pengukuran sebelumnya. Pada saat itu pesawat ruang angkasa dan Bumi berada di sisi berlawanan dari Matahari yang dipisahkan oleh jarak lebih dari 1 miliar km (sekitar 621 juta mil). Mereka secara tepat mengukur perubahan dalam waktu perjalanan pulang-pergi dari sinyal radio ketika perjalanannya mendekati Matahari. Sebuah sinyal ditransmisikan dari stasiun Deep Space Network di Goldstone, California yang melakukan perjalanan ke pesawat luar angkasa di sisi jauh Matahari dan di sana memicu transmisi yang kembali ke Goldstone. Penggunaan dua frekuensi untuk membuat pengukuran simultan memungkinkan efek atmosfer matahari pada sinyal untuk dihilangkan sehingga memberikan waktu perjalanan pulang pergi yang sangat tepat. Percobaan Cassini menegaskan teori Einstein dengan akurasi 20 bagian per juta.
Referensi:
Morison Ian, 2008. Introduction to Astronomy and Cosmology. John Wiley &Sons. University of Manchester, UK.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar