Seperti sebuah film, ketika diakhir cerita maka tayangan itu terhenti menunggu untuk diputar ulang. Banyak ilmuwan berusaha membuka misteri energi gelap, tapi sepanjang penelitian mereka hanya menunjuk pada sejarah terciptanya alam semesta. Dan kemungkinan besar alam semesta bisa berhenti bergerak disebabkan energi gelap (dark energy) yang membentuk 70% dari seluruh energi yang mengisi ruang kosong. Sebuah ulasan yang mengutip dari buku Luca Amendola "Dark Energy: Theory and Observations".
Penelitian Energi Gelap Di Kutub Selatan
Di Kutub Selatan, para astronom mencoba untuk mengungkap kekuatan yang lebih besar daripada gravitasi yang akan menentukan nasib alam semesta.
Para ilmuwan memiliki ide tentang materi gelap yang mungkin eksotis dan masih berupa partikel hipotetis, tetapi mereka hampir mendapatkan petunjuk tentang energi gelap. Pada tahun 2003, National Research Council menyatakan tentang Energi Gelap sebagai salah satu masalah ilmiah yang paling mendesak untuk beberapa dekade mendatang. Michael S.Turner dari University of Chicago cosmologist mengatakan, energi gelap adalah misteri yang paling mendalam dalam semua ilmu pengetahuan.
Para ilmuwan mencapai konsensus pada tahun 1970, galaksi yang kita disebut Bima Sakti. Pusat galaksi tidak bisa diperoleh berdasarkan apa yang bisa dilihat waktu itu, galaksi kita tidak memiliki cukup massa untuk menjaga segala sesuatu berada di tempat. Seperti berputar, hancur, membentuk bintang dan gas ke segala arah. Mungkin menjadi sebuah galaksi spiral seperti galaksi Bima Sakti dan melanggar hukum gravitasi, atau cahaya yang berasal dari awan gas besar yang bercahaya dan berbagai bintang, merupakan indikasi tidak akurat dalam menghitung massa galaksi.
Tapi bagaimana jika beberapa bagian dari massa galaksi tidak memancarkan cahaya? Jika galaksi spiral terdapat 'misteri' massa, maka galaksi juga mungkin mengikuti hukum gravitasi. Para astronom menjuluki massa yang tak terlihat sebagai "materi gelap". Upaya untuk memahami materi gelap didefinisikan banyak astronomi selama dua dekade berikutnya. Para astronom mungkin tidak tahu misteri dibalik materi gelap, tapi menyimpulkan kehadiran materi tersebut yang memungkinkan mereka untuk mencari cara baru 'mengetahui kelanjutan alam semesta'.
Pada tahun 1929, astronom Edwin Hubble telah menemukan bahwa galaksi bergerak menjauhi kita, dan semakin cepat menjauhi. Ini adalah ide radikal, alam semesta tidak berubah, pada akhirnya akan mencapai kepadatan tak terbatas hingga membentuk energi yang disebut Big Bang. Alam semesta penuh dengan materi, dan materi saling menarik materi lain melalui gravitasi. Para astronom beralasan bahwa daya tarik bersama antara semua materi yang memperlambat pengembangan alam semesta. Tapi mereka tidak tahu tentang hasil akhir.
Apakah efek gravitasi begitu kuat dan alam semesta pada akhirnya akan meregangkan jarak tertentu, berhenti dan mundur sendiri, seperti bola yang dilemparkan ke udara? Atau akan lebih sedikit alam semesta yang akan lolos dari cengkeraman dan tidak pernah berhenti berkembang, seperti roket yang meninggalkan atmosfer bumi? Apakah kita hidup di alam semesta yang indah dan seimbang, di mana gravitasi menjamin tingkat ekspansi Goldilocks tidak terlalu cepat atau terlalu lambat sehingga alam semesta akhirnya akan terhenti?
Dengan asumsi adanya materi gelap dan bahwa hukum gravitasi bersifat universal, dua tim astrofisikawan yang dipimpin oleh Saul Perlmutter, di Lawrence Berkeley National Laboratory, dan Brian Schmidt dari Universitas Nasional Australia, berangkat untuk meneliti masa depan alam semesta. Sepanjang tahun 1990-an tim saingan menganalisa sejumlah ledakan bintang atau supernova, untuk mengukur umur obyek yang jauh dan mengukur pertumbuhan alam semesta.
Ilmuwan tahu bagaimana cahaya supernova akan muncul di berbagai titik di seluruh alam semesta jika tingkat ekspansi seragam. Dengan membandingkan tingkat cahaya supernova yang tidak muncul, astronom menduga mereka bisa menentukan berapa banyak perluasan alam semesta yang melambat. Sejauh 'setengah alam semesta' (enam atau tujuh miliar tahun cahaya) ditemukan supernova yang tidak cerah. Kedua tim menyimpulkan bahwa pengembangan alam semesta tidak melambat, tapi ini mempercepat.
Implikasi dari penemuan tersebut, bahwa kekuatan dominan dalam evolusi alam semesta bukan gravitasi. Kedua tim mengumumkan penemuan mereka pada tahun 1998. Turner memberikan "penemuan" itu dengan sebutan "energi gelap". Sejak itu, para astronom mencari misteri energi gelap hingga saat ini. William Holzapfel, dari University of California Berkeley, seorang ahli astrofisika yang meneliti di South Pole Telescope menyatakan, Kutub Selatan memiliki lingkungan paling keras di bumi, tetapi juga yang paling berbahaya.
Hipotesis Energi Gelap, Alam Semesta Berkembang Pesat
Dalam kosmologi fisik, energi gelap adalah suatu bentuk hipotesis dari energi yang menembus semua ruang dan cenderung meningkatkan laju ekspansi alam semesta. Dengan asumsi keberadaan energi gelap merupakan cara paling populer dalam menjelaskan pengamatan terakhir, bahwa alam semesta berkembang pada tingkat percepatan.
Dalam model standar kosmologi, energi gelap saat ini mencakup hampir tiga perempat dari total massa energi alam semesta. Dua bentuk energi gelap yang diusulkan adalah konstanta kosmologi, kepadatan energi konstan yang mengisi ruang homogen, dan bidang skalar seperti modulus, bidang yang dinamis kepadatan energi dapat bervariasi dalam ruang dan waktu.
Pada kenyataannya, kontribusi dari bidang skalar yang konstan dalam ruang biasanya juga termasuk dalam konstanta kosmologis. Konstanta kosmologi diduga berasal dari energi vakum. Skalar bidang yang melakukan perubahan dalam ruang, sulit untuk dibedakan dari sebuah konstanta kosmologis, karena perubahan itu mungkin sangat lambat. Tinggi pengukuran presisi dari ekspansi alam semesta diperlukan untuk memahami bagaimana kecepatan perubahan ekspansi dari waktu ke waktu.
Energi gelap memiliki dampak besar pada alam semesta, yang membentuk 70% dari seluruh energi yang mengisi ruang kosong. Kemungkinan lain bahwa energi gelap dapat menjadi materi gelap ketika diterpa partikel baryon, sehingga menyebabkan partikel (seperti Eksitasi dalam beberapa jenis bidang dinamis, disebut sebagai intisari).
Metode Analisa Energi Gelap
Para ilmuwan memiliki beberapa dugaan hipotetis komposisi partikel materi gelap yang disebut neutralinos dan axion. Secara khusus, para astronom ingin tahu perubahan energi gelap atas ruang dan waktu, atau apakah itu konstan. Salah satu cara untuk mempelajarinya adalah dengan mengukur osilasi akustik baryon.
Pendekatan lain mendefinisikan energi gelap melibatkan metode yang disebut lensa gravitasi. Menurut teori Albert Einstein tentang relativitas umum, seberkas cahaya melintas melalui ruang yang kemudian melengkung karena tarikan gravitasi dari materi. Sebenarnya, ruang ini yang melengklung, dan cahaya melintas sepanjang perjalanan. Jika dua kelompok galaksi terletak di sepanjang barisan, kelompok latar depan akan bertindak sebagai lensa yang mendistorsi cahaya yang datang dari kelompok latar belakang. Distorsi ini dapat memberitahu astronom massa gugusan galaksi latar depan. Dengan sampling jutaan galaksi di bagian yang berbeda dari alam semesta, para astronom dapat memperkirakan tingkat di mana galaksi yang telah mengelompok dari waktu ke waktu, dan pada akhirnya akan menjelaskan 'seberapa cepat alam semesta diperluas ke berbagai titik sepanjang sejarahnya'.
Teleskop Kutub Selatan menggunakan teknik ketiga, disebut efek Sunyaev-Zel'dovich, yang mengacu pada latar belakang gelombang mikro kosmik. Jika sebuah foton berinteraksi dengan gas panas dalam sebuah cluster, akan terjadi sedikit peningkatan energi. Dengan mendeteksi energi ini memungkinkan para astronom untuk memetakan kelompok galaksi dan mengukur pengaruh energi gelap pada pertumbuhan galaksi sepanjang sejarah alam semesta.
Einstein menyadari bahwa teori relativitas umum tidak sepenuhnya menjelaskan alam semesta. Ia menghabiskan 30 tahun terakhir hidupnya berusaha untuk meluruskan teori fisika ini dengan teori kuantum mekanik, dan dia gagal!
Mereka telah menyimpulkan adanya materi gelap karena efek gravitasi pada galaksi, dan keberadaan energi gelap karena efek anti gravitasi pada perluasan alam semesta. Bagaimana jika asumsi itu salah? Para ilmuwan sedang menguji gravitasi tidak hanya di seluruh alam semesta, mereka tidak mengukur gravitasi pada jarak yang sangat dekat untuk membuka misteri energi gelap.
No comments:
Post a Comment