Gelombang gravitasi, juga disebut gelombang gravitasi dan radiasi gravitasi, transmisi variasi dalam medan graviti sebagai gelombang. Menurut relativiti umum, kelengkungan ruang-waktu ditentukan oleh pembahagian jisim, sementara pergerakan jisim ditentukan oleh kelengkungan. Akibatnya, variasi medan gravitasi ditransmisikan dari satu tempat ke tempat sebagai gelombang, sama seperti variasi perjalanan medan elektromagnetik sebagai gelombang. Sekiranya jisim yang menjadi sumber medan berubah dengan masa, mereka memancarkan tenaga sebagai gelombang kelengkungan medan. Gelombang graviti pertama kali dikesan secara langsung oleh Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) pada tahun 2015.
Teori dan sumber
Secara dangkal, terdapat banyak persamaan antara graviti dan elektromagnetisme. Sebagai contoh, undang-undang Newton untuk daya graviti antara jisim dua titik dan undang-undang Coulomb untuk daya elektrik antara cas dua titik menunjukkan bahawa kedua-dua daya berbeza-beza sebagai petak terbalik jarak pemisahan. Namun dalam teori fizik Skotlandia James Clerk Maxwell untuk elektromagnetisme, caj dipercepat mengeluarkan isyarat (sinaran elektromagnetik) yang bergerak pada kelajuan cahaya, sedangkan dalam teori gravitasi Newton, massa yang dipercepat memancarkan maklumat (tindakan pada jarak jauh) yang bergerak pada kelajuan tak terhingga. Dikotomi ini diperbaiki oleh teori gravitasi Einstein, di mana jisim yang dipercepat juga menghasilkan isyarat (gelombang graviti) yang bergerak hanya pada kelajuan cahaya. Dan, sama seperti gelombang elektromagnetik dapat membuat kehadiran mereka diketahui dengan mendorong dan ke belakang badan yang diisi elektrik, begitu juga gelombang graviti yang dapat dikesan oleh tarikan dan pergerakan badan besar. Walau bagaimanapun, kerana gandingan daya graviti ke massa secara intrinsik jauh lebih lemah daripada gandingan daya elektromagnetik ke cas, penghasilan dan pengesanan sinaran graviti jauh lebih sukar daripada radiasi elektromagnetik. Memang, hampir 100 tahun setelah penemuan relativiti umum Einstein pada tahun 1916 bahawa terdapat pengesanan langsung gelombang graviti.
Walaupun begitu, ada alasan kuat untuk mempercayai bahawa radiasi seperti itu ada. Pemerhatian masa radio yang paling meyakinkan mengenai pulsar, PSR 1913 + 16, terletak di sistem bintang binari dengan jangka masa orbit 7.75 jam. Objek ini, yang ditemui pada tahun 1974, mempunyai jangka waktu nadi sekitar 59 milisaat yang bervariasi sekitar satu bahagian dalam 1.000 setiap 7.75 jam. Diinterpretasikan sebagai pergeseran Doppler, variasi ini menyiratkan halaju orbit pada urutan 1 / 1,000 kelajuan cahaya. Bentuk lengkung halaju tanpa sinusoidal dengan masa memungkinkan pengurangan bahawa orbitnya agak tidak bulat (memang, ini adalah elips eksentrik 0,62 yang paksi panjangnya mendahului di angkasa sebanyak 4,2 ° per tahun). Sistem ini terdiri daripada dua bintang neutron, masing-masing mempunyai jisim sekitar 1.4 jisim suria, dengan pemisahan paksi semimajor hanya 2.8 radius solar. Menurut teori relativiti umum Einstein, sistem seperti itu seharusnya kehilangan tenaga orbit melalui radiasi gelombang graviti pada kadar yang akan menyebabkan mereka berputar bersama pada skala waktu sekitar 3 × 10 8 tahun. Penurunan yang diperhatikan dalam tempoh orbit selama bertahun-tahun sejak penemuan pulsar binari memang menunjukkan bahawa kedua-dua bintang berputar satu sama lain dengan tepat pada kadar yang diramalkan. Sinaran graviti adalah satu-satunya cara yang diketahui yang boleh berlaku. (Ahli fizik Amerika Russell Hulse dan Joseph H. Taylor, Jr., memenangi Hadiah Nobel Fizik pada tahun 1993 kerana penemuan PSR 1913 + 16 mereka.)
Letupan inti bintang besar untuk membentuk bintang neutron sebelum ledakan supernova, jika berlaku dengan cara yang tidak simetris, semestinya memberikan ledakan kuat radiasi graviti. Anggaran sederhana menghasilkan pelepasan sebahagian daripada defisit tenaga jisim, kira-kira 10 53 ergs, dengan sinaran terutamanya keluar pada tempoh gelombang antara tempoh getaran bintang neutron, kira-kira 0.3 milisaat, dan masa redaman radiasi graviti, kira-kira 300 milisaat.
