Ahli Astrofisika Teoretis Kip Thorne bekerja dengan Jessica Chastain di lokasi syuting Interstellar(Sumber: Kip Thorne melalui Majalah Wired)
Selama satu abad sejak Albert Einstein pertama kali menerbitkan teori relativitas umum terobosannya, para pemikir top dunia telah berusaha menemukan apakah prediksi yang berasal dari teorinya itu benar. Salah satu pemikir ini, Kip Thorne, telah menghabiskan karirnya menyelidiki klaim Einstein bahwa gelombang gravitasi memang ada dan dianggap sebagai pakar terkemuka dunia dalam subjek tersebut. Thorne sekarang berada di puncak salah satu terobosan ilmiah paling mengejutkan dalam sejarah manusia modern: the deteksi gelombang ini .
Sebagai profesor fisika teoretis di California Institute of Technology, Thorne menerbitkan banyak buku dan makalah tentang teori gravitasi. Pada tahun 1984, Thorne ikut mendirikan Proyek LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) yang menggunakan laser untuk mengukur distorsi kecil dalam struktur ruang-waktu—distorsi yang dapat disebabkan oleh gelombang gravitasi.
Pada tahun 1994, ia menulis pemenang penghargaan Lubang Hitam dan Time Warps: Warisan Luar Biasa Einstein, sebuah buku yang menghubungkan khalayak arus utama dengan bidang studinya yang kompleks. Satu dekade kemudian, Thorne menjadi penasihat ilmiah di Antar bintang dan memberikan matematika yang diperlukan untuk secara akurat memberikan visual besar film tersebut. Dia juga menerbitkan Ilmu Antarbintang dengan penyerang dari Christopher Nolan.
Pada 14 September 2015, para ilmuwan yang bekerja di situs detektor LIGO kembar di Livingston, Louisiana dan Hanford, Washington disumpah untuk merahasiakan setelah data awal menunjukkan deteksi peristiwa kosmik kekerasan yang terjadi sejak lama. Setelah berbulan-bulan memeriksa dan memeriksa ulang data, dan dengan berita yang mulai bocor ke publik, para peneliti di laboratorium LIGO yang dioperasikan CalTech dan MIT mengumumkan pendeteksian gelombang gravitasi yang luar biasa. Sebagai jendela baru ke alam semesta, gelombang telah mengungkapkan penggabungan dua lubang hitam hampir 1,3 miliar tahun yang lalu.
Si Pengamat duduk bersama Kip Thorne di hadapannya kolaborasi multimedia dengan master VFX Paul Franklin dan komposer pemenang Oscar Hans Zimmer di Sisi Bengkok dari Alam Semesta , untuk membahas Einstein, gelombang gravitasi dan karyanya tentang Antar bintang .
Apa teori relativitas umum Einstein?
Ini adalah kerangka kerja untuk semua hukum fisika kecuali hukum kuantum. Orang-orang biasanya berkata baik, itu teori gravitasinya tetapi jauh di luar itu. Dia membangun teori ini untuk menjelaskan gravitasi tetapi sebenarnya teori itu melakukan lebih dari itu. Ini memberitahu Anda bagaimana semua hukum alam lainnya masuk ke dalam ruang dan waktu.
Ini adalah cara paling akurat yang kita ketahui untuk menggambarkan alam dalam apa yang kita sebut domain klasik yang merupakan segalanya kecuali ketika Anda turun ke yang sangat kecil—hal-hal seperti atom dan molekul.
Bagaimana teori Einstein terhubung ke gelombang gravitasi ?
Einstein merumuskan teori relativitas umumnya dalam upaya yang sangat intens yang berlangsung dari tahun 1905 hingga 1915 dan dia menyelesaikan teorinya pada bulan November 1915 – hanya sedikit lebih dari seratus tahun yang lalu. Dia kemudian mulai menggunakan teori atau hukum yang dia kembangkan – untuk membuat prediksi. Salah satu prediksi terpenting dan prediksi besar terakhir yang dia buat, adalah bahwa gelombang gravitasi harus ada. Dia meramalkan bahwa pada bulan Juni 1916, jadi kita sekarang berbicara hanya dua bulan dari seratus tahun prediksi gelombang gravitasi.
Dia melihat prediksi, melihat teknologi saat itu, dan melihat hal-hal yang mungkin menghasilkan gelombang gravitasi di alam semesta dan menyimpulkan bahwa tidak ada harapan bahwa kita akan pernah melihatnya. Kami tidak akan pernah memiliki teknologi yang cukup akurat.
Dia salah. Kami melihat mereka untuk pertama kalinya September lalu.
Dalam garis waktu dari prediksi Einstein hingga penemuan gelombang gravitasi baru-baru ini, apa titik balik yang mengarah pada terobosan?
Nah ada beberapa titik balik. Dua titik balik yang paling penting datang dari dua orang tertentu. Joseph Weber, sekitar tahun 1960, merancang pendekatan yang tampaknya mampu melihat gelombang gravitasi dan dia memulai upaya untuk menemukannya. Dia adalah orang pertama yang mempertanyakan diktum Einstein bahwa kita tidak akan memiliki teknologi untuk melakukannya. Weber tidak melihat gelombang gravitasi. Dia pikir dia melakukannya untuk sementara waktu tetapi tidak benar-benar melihat mereka. Ombaknya lebih lemah dari yang dia harapkan tetapi dia memecahkan kebuntuan orang-orang yang berpikir Anda tidak bisa melakukannya dan dia menginspirasi orang lain. Termasuk saya.
Titik balik kedua adalah penemuan oleh Ray Weiss di MIT tetapi benih gagasan itu datang lebih awal dari Mikhail Gertsenshtein dan Vladislav Pustovoit di Moskow, Rusia. Ray Weiss menemukan teknik yang sekarang kita gunakan dan itu berbeda dari teknik Weber. Kami menyebutnya deteksi gelombang gravitasi interferometer dan ini didasarkan pada gelombang gravitasi yang mendorong cermin bolak-balik. Anda mengukur sebagian besar cermin dengan sinar laser.
Weiss menemukan ini dan kemudian dia menganalisis semua sumber utama kebisingan yang harus Anda hadapi dan menjelaskan cara menanganinya. Pada tahun 1972, ia memberikan cetak biru untuk jalan ke depan dengan desain semacam ini. Itu adalah cetak biru yang dimodifikasi dengan berbagai cara tetapi tidak terlalu banyak. Itu benar-benar desain yang bertahan dalam ujian waktu selama beberapa dekade sebagai panduan cara untuk melakukan ini. Itu adalah titik balik terbesar.
Ini cukup menarik karena Ray adalah pria yang sederhana dan dia memiliki gagasan bahwa dia tidak boleh mempublikasikan ini dalam literatur biasa sampai dia menemukan gelombang gravitasi. Jadi dia menulis makalah ini yang menurut saya adalah makalah teknis paling kuat yang pernah saya baca. Dia menulisnya dan menerbitkannya dalam seri laporan internal MIT. Itu sudah tersedia untuk orang-orang seperti saya yang tertarik pada subjek. Anda harus mencarinya karena tidak tersedia dalam literatur biasa.
Apa selanjutnya untuk bidang ini sekarang karena gelombang gravitasi telah terdeteksi?
Yah ini benar-benar baru permulaan. Ketika Galileo pertama kali melatih teleskop optiknya di langit dan membuka astronomi optik modern, itu adalah jendela elektromagnetik pertama dari alam semesta: cahaya. Kami menggunakan frasa 'jendela' untuk mengartikan teknologi tertentu yang kami gunakan untuk mencari radiasi dengan wilayah panjang gelombang tertentu. Pada tahun 1940-an, astronomi radio lahir—memandang dengan gelombang radio alih-alih cahaya. Pada tahun 1960-an, astronomi sinar-X lahir. Pada tahun 1970-an, astronomi sinar gamma lahir. Astronomi inframerah juga lahir pada tahun 1960-an.
Segera kami memiliki semua jendela berbeda yang semuanya tampak dengan gelombang elektromagnetik tetapi dengan panjang gelombang yang berbeda. Alam semesta terlihat sangat berbeda melalui teleskop radio dan teleskop sinar-x dibandingkan dengan cahaya. Hal yang sama terjadi dengan astronomi gelombang gravitasi.
Akankah gelombang gravitasi digunakan untuk menjelajahi alam semesta?
Itulah yang kami lakukan sekarang. Kami melakukannya sekarang di LIGO. Kami telah mengumumkan penemuan dua lubang hitam yang bertabrakan. Akan ada lebih banyak dan kita akan melihat banyak jenis fenomena lain tetapi kita hanya melihatnya dengan gelombang gravitasi yang memiliki periode osilasi tertentu. Periode beberapa milidetik. Kita akan, dalam 20 tahun ke depan, melihat gelombang gravitasi yang memiliki periode jam. 
Laboratorium LIGO di Livingston, Louisiana (kiri) digunakan untuk mendeteksi gelombang gravitasi yang dipancarkan dari tumbukan dua lubang hitam (gambar kanan).Kredit: LIGO
Dengan detektor yang mirip dengan LIGO yang terbang di luar angkasa, mungkin dalam 5 tahun ke depan, kita akan melihat gelombang gravitasi yang merentang bertahun-tahun menggunakan teknik dari radio astronomi yang melibatkan pelacakan apa yang kita sebut Pulsar.
Kita akan melihat mungkin dalam 5 tahun ke depan—pastinya 10 tahun ke depan, gelombang gravitasi dengan periode hampir sepanjang usia alam semesta. Melalui pola yang mereka buat di langit yang kita sebut latar belakang gelombang mikro kosmik.
Kita akan membuka empat jendela gelombang gravitasi yang berbeda dalam 20 tahun ke depan dan masing-masing dari mereka akan melihat sesuatu yang berbeda. Kami akan menyelidiki kelahiran alam semesta dengan ini. Apa yang disebut 'era inflasi' alam semesta. Kami akan menyelidiki kelahiran kekuatan fundamental dan bagaimana mereka muncul. Kami akan menyaksikan mereka lahir di saat-saat awal alam semesta menggunakan gelombang gravitasi. Kita akan menyaksikan lubang hitam bertabrakan yang sekarang kita lakukan tetapi lubang hitam besar bertabrakan. Kita akan menyaksikan bintang-bintang terkoyak oleh lubang hitam.
Kita akan melihat berbagai hal fantastis yang belum pernah kita lihat sebelumnya dan ini akan berlangsung selama berabad-abad sebagaimana astronomi optik telah berlangsung selama berabad-abad. Ini baru permulaan.
Anda bekerja dengan Christopher Nolan dan Paul Franklin untuk membangun sains dan visual dibelakang Antar bintang. Seberapa akurat lubang hitam di film itu, Gargantua?
Ini adalah representasi paling akurat yang pernah muncul di film hollywood. Oliver James, yang merupakan kepala ilmuwan di Paul Franklin perusahaan Negatif Ganda , dengan beberapa desakan dari saya menemukan cara baru untuk melakukan pencitraan. Ini menghasilkan gambar yang lebih halus dan lebih akurat dalam arti itu. Itulah yang Anda butuhkan untuk sebuah film IMAX.
Kami menggunakan seperangkat teknik baru, tetapi menggunakan seperangkat teknik yang lebih lama, astrofisikawan telah membangun gambar seperti gambar Gargantua pada tahun 1980. Ini pertama kali dilakukan oleh Jean-Pierre Luminet di Prancis. Gambar lubang hitam yang menyerupai Gargantua ada tetapi Anda jarang melihatnya dalam literatur astrofisika. Ini bukanlah sesuatu yang benar-benar dilihat oleh para astronom dengan teleskop mereka. 
Gargantua, lubang hitam fiksi yang digambarkan dalam film Interstellar.(Kredit: Warner Bros.)
Ini adalah versi resolusi tertinggi, versi paling menarik, dan versi paling menawan. Namun penggambaran yang akurat telah dilakukan oleh para astrofisikawan sebelumnya.
Dalam film tersebut, Profesor Brand menjelaskan bahwa pada saat Cooper kembali dari perjalanan antarbintangnya, dia akan memecahkan masalah gravitasi. Apa masalah itu?
Dalam film, Bumi sedang sekarat secara biologis dan hanya ada beberapa juta orang yang tersisa. Pencarian Profesor Brand dan orang-orang yang bekerja dengannya adalah untuk mencari tahu apakah mungkin untuk mengangkat orang-orang yang tersisa dari Bumi di koloni luar angkasa. Mereka tidak memiliki kekuatan roket untuk melakukan itu. Mereka memiliki kekuatan untuk membangun koloni luar angkasa di Bumi tetapi tidak memiliki kekuatan roket untuk mengangkatnya.
Dalam film, ada anomali gravitasi yang terjadi secara tiba-tiba dan keanehan tentang gravitasi yang mulai terjadi ini memberi kesan kepada Profesor Brand bahwa mungkin saja mengendalikan gravitasi atau mengubah perilakunya.
Apa yang ingin dia lakukan adalah menolak tarikan gravitasi bumi cukup lama untuk menggunakan kekuatan roket kecil untuk mengangkat kita. Masalahnya kemudian adalah belajar bagaimana memanfaatkan anomali ini. Anda melihat contoh anomali di kamar tidur Murph – pola debu yang berjatuhan. Bisakah Anda memanfaatkan anomali ini dan benar-benar menolak gravitasi bumi?
Seberapa jauh manusia dari perjalanan antarbintang?
Saya pikir kita mungkin akan tetapi tidak dalam waktu kurang dari tiga abad. Ini sangat sangat sulit.
Ada ide bagaimana Anda bisa melakukannya, umumnya melibatkan menempatkan orang di koloni luar angkasa yang bertahan selama beberapa generasi. Ada ide-ide pendorong yang dimiliki orang-orang yang membuat saya berpikir itu akan dicapai oleh manusia dalam tiga dari empat abad.
Baca wawancara kami dengan artis efek visual pemenang Oscar di belakang Antar bintang , Paul Franklin.
Robin Seemangal berfokus pada NASA dan advokasi untuk eksplorasi ruang angkasa. Ia lahir dan besar di Brooklyn, tempat ia tinggal saat ini. Temukan dia di Instagram untuk konten terkait ruang lainnya: @not_gatsby.
