Perpustakaan Digital ITB

Gravitasi adalah subjek yang menarik selama bertahun-tahun. Sejak era Albert Einstein dan teori relativitas umum sampai teori gravitasi kuantum, berbagai telaah, pengembangan, dan model terus bergulir. Salah satu ide besar adalah bagaimana interaksi antara medan gravitasi dengan medan-medan materi lain (seperti medan skalar, medan spinor, dan medan vektor) berlangsung. Melihat adanya interaksi antara medan gravitasi dan medan-medan materi lain artinya adalah menempatkan teori tentang gravitasi dan teori gauge, yang sukses menjelaskan ketiga interaksi lain, dalam satu kerangka yang sama. Menyatukan kedua teori yang desain asalnya berbeda ini adalah suatu pekerjaan besar yang belum tuntas sampai saat ini. Pekerjaan besar ini dikenal sebagai teori gravitasi kuantum. Akan tetapi, sampai saat ini teori ini masih jauh dari bentuk yang mapan. Teori gravitasi teleparalel adalah sebuah teori yang ekivalen dengan teori relativitas umum. Walaupun secara formulasi berbeda, tetapi dapat diperoleh ekivalensinya melalui lagrangian teleparalel yang setara dengan lagrangian Einstein-Hilbert sampai suku permukaan. Oleh karena itu, teori gravitasi teleparalel dapat dipandang sebagai sebuah opsi teori gauge gravitasi yang berpotensi besar untuk menjawab kebuntuan kuantum gravitasi. Dalam penelitian ini dilakukan pendekatan medan lemah dan menggunakan definisi tetrad yang berbentuk , dengan adalah konstanta kopling dan sebagai medan gravitasi. Keserupaan antara gaya gravitasi Newton dan gaya listrik membangkitkan sebuah ide baru dalam memformulasikan teori gravitasi. Ide ini dikenal sebagai formulasi gravitoelektromagnetisme (GEM). Tujuan formulasi ini adalah membuat teori gravitasi mempunyai bentuk yang serupa dengan teori elektromagnetisme. Keserupaan ini dicapai pada diperolehnya empat persamaan serupa hukum Maxwell yang harus diturunkan dari teori gravitasi. Formulasi GEM diharapkan dapat menjelaskan berbagai fenomena yang sudah dapat atau belum dapat dijelaskan dengan teori relativitas umum. Formulasi GEM untuk teori gravitasi teleparalel yang sebelumnya pernah ada belum dapat menghasilkan satu set persamaan serupa Maxwell. Melalui penelitian ini, dapat diformulasikan satu set lengkap persamaan serupa Maxwell untuk teori gravitasi teleparalel. Pada penelitian ini didefinisikan sebuah tensor torsi yang berperan sebagai tensor kuat medan dan berkomponen medan gravitoelektrik dan gravitomagnetik juga dengan menggunakan pendekatan medan lemah. Kemudian formulasi baru ini diterapkan pada metrik Schwarzschild dan gelombang gravitasi untuk memperoleh medan-medan gravitoelektrik dan gravitomagnetik dan juga potensial skalar dan potensial vektor untuk kedua ruang waktu ini. Vektor Poynting juga dapat diperoleh dari stress tensor yang menggunakan lagrangian teleparalel. Pada kasus gelombang gravitasi, vektor Poynting ini menunjukkan adanya transfer energi di ruang singgung datar dan ruang lengkung. Persoalan besar dalam teori gravitasi adalah kuantisasi. Di antara keempat interaksi fundamental hanya gravitasi yang belum bisa dikuantisasi. Teori gravitasi teleparalel yang berperan sebagai teori gauge untuk gravitasi mencoba untuk menjawab persoalan ini. Proses kuantisasi dengan skema teori gravitasi teleparalel menggunakan metode kuantisasi kanonik dan integral lintasan (path integral). Metode kuantisasi kanonik dapat diperoleh, tetapi belum bisa memperoleh hasil yang cukup sederhana dan konsisten. Melalui metode path integral ternyata dapat diperoleh fungsional pembangkit dengan menggunakan medan sebagai objek yang dikuantisasi. Dengan diperolehnya fungsional pembangkit ini berarti syarat dapat dikuantisasinya suatu medan gauge sudah dipenuhi. Kemudian dengan menggunakan fungsi Green orde kedua dapat diperoleh propagator medan gravitasi bebas dari fungsional medan gravitasi. Interaksi antara medan gravitasi dengan medan skalar dan medan vektor ditunjukkan oleh peristiwa hamburan. Preskripsi interaksi dimasukkan ke dalam turunan kovarian seperti yang biasa dilakukan pada teori gauge. Aturan Feynman untuk interaksi skalar-gravitasi dan vektor-gravitasi diperoleh dari lagrangian medan skalar dan medan vektor yang terkopling gravitasi. Dari aturan Feynman ini dapat ditentukan amplitudo hamburan untuk kasus-kasus hamburan, misalnya hamburan Compton dan radiasi graviton. Melalui perhitungan amplitudo hamburan ini diperoleh hasil bahwa untuk interaksi orde terendah (diagram Feynman tanpa loop) dapat dihitung amplitudo hamburan yang berhingga, tetapi semua diagram dengan koreksi satu loop menghasilkan amplitudo yang mengandung divergensi ultraviolet, inframerah, atau logaritmik. Munculnya divergensi ini serupa dengan kasus divergensi ultraviolet pada teori relativitas umum. Nampaknya divergensi adalah suatu sifat yang dikandung oleh teori relativitas umum dan teori gravitasi teleparalel sebagai teori yang ekivalen dengan teori relativitas umum.