Sistem Galileo Eropa Verifikasi Presisi Dilatasi Waktu Gravitasi Einstein

Sistem navigasi satelit Galileo Eropa telah menghasilkan pengukuran paling presisi mengenai bagaimana variasi medan gravitasi memengaruhi laju waktu, sebuah fenomena yang dikenal sebagai pergeseran merah gravitasi atau dilatasi waktu gravitasi. Pengukuran ini merupakan konsekuensi langsung dari Teori Relativitas Umum Albert Einstein, yang dipublikasikan seabad lalu. Terobosan ini dicapai melalui analisis jam atom yang terpasang pada satelit Galileo bernomor 5 dan FM06, yang secara tak terduga berada dalam orbit elips akibat anomali peluncuran sebelumnya.

Eksperimen krusial untuk menguji prinsip kesetaraan ini memanfaatkan jam maser hidrogen pasif (PHM) yang sangat stabil, yang mampu bertahan hingga satu detik dalam tiga juta tahun. Karena orbit satelit-satelit tersebut naik turun sekitar 8.500 kilometer dua kali sehari, variasi tingkat gravitasi yang ideal untuk penelitian ini tersedia. Hasil penelitian, yang diterbitkan pada akhir 2018, menunjukkan peningkatan akurasi pengukuran sekitar lima kali lipat dibandingkan standar emas sebelumnya, yaitu eksperimen Gravity Probe-A tahun 1976. Gravity Probe-A sebelumnya memverifikasi prediksi Einstein dengan akurasi 140 bagian per juta.

Peningkatan presisi ini menggarisbawahi kemajuan teknologi satelit modern, membuktikan kegunaan ganda infrastruktur luar angkasa untuk navigasi praktis dan penelitian fisika mendasar. Meskipun misi lain seperti satelit MICROSCOPE telah menguji prinsip kesetaraan hingga presisi dua-triliun dari perseribu persen, data Galileo memberikan verifikasi unik dan langsung terkait efek pergeseran merah gravitasi pada frekuensi jam atom. Stabilitas jam atom pada satelit navigasi sangat penting; jam rubidium pada Galileo stabil hingga kehilangan tiga detik dalam satu juta tahun, sementara PHM jauh lebih stabil. Tanpa koreksi dilatasi waktu, kesalahan waktu beberapa nanodetik dapat menyebabkan kesalahan posisi hingga beberapa meter, yang tidak dapat diterima untuk layanan navigasi presisi.

Signifikansi kontribusi Galileo terhadap fisika fundamental tetap relevan seiring dengan pengembangan berkelanjutan konstelasi tersebut menuju penyebaran satelit Galileo Generasi Kedua (G2G). Hingga 1 Februari 2026, total 34 satelit Galileo telah diluncurkan, dengan 26 di antaranya beroperasi untuk mendukung layanan penentuan posisi dan waktu global bagi sektor seperti kereta api dan penerbangan. Satelit G2G, yang peluncuran pertamanya dijadwalkan pada 2027, akan membawa inovasi seperti propulsi listrik dan tautan antar-satelit, yang akan semakin memperkuat presisi sistem. Pengembangan ini dikelola oleh Komisi Eropa, dengan Thales Alenia Space dan Airbus Defence and Space sebagai pengembang utama, dan pengujian kompatibilitas sistem G2 telah dimulai sejak September 2024 di Roma, Italia.