3 Fakta Dark Energy, Misteri Terbesar di Alam Semesta

VIVA – Di Kutub Selatan, para astronom mencoba mengungkap gaya yang lebih besar dari gravitasi yang akan menentukan nasib kosmos. Jauh dari cahaya dan jatuh ke dalam kegelapan selama berbulan-bulan, Teleskop Kutub Selatan Antartika adalah salah satu tempat terbaik di Bumi untuk mengamati alam semesta. Taukah kamu ada dark energy yang menakjubkan di bumi ini? Melansir dari situs Nasa, berikut sejumlah fakta tentang Dark Energy.

Pada awal 1990-an, satu hal yang cukup pasti tentang perluasan alam semesta. Mungkin memiliki kepadatan energi yang cukup untuk menghentikan ekspansi dan kolapsnya, mungkin memiliki kepadatan energi yang sangat kecil sehingga tidak akan pernah berhenti mengembang, tetapi gravitasi pasti akan memperlambat ekspansi seiring berjalannya waktu. 

Memang, perlambatan tidak diamati, tetapi, secara teoritis, alam semesta harus melambat. Alam semesta penuh dengan materi dan gaya tarik menarik gravitasi menarik semua materi bersama-sama. Kemudian datang tahun 1998 dan pengamatan Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST) terhadap supernova yang sangat jauh yang menunjukkan bahwa, dahulu kala, alam semesta sebenarnya mengembang lebih lambat daripada sekarang. 

Jadi perluasan alam semesta tidak melambat karena gravitasi, seperti yang diperkirakan semua orang, ia semakin cepat. Tidak ada yang mengharapkan ini, tidak ada yang tahu bagaimana menjelaskannya. Tapi ada sesuatu yang menyebabkannya.

Akhirnya ahli teori datang dengan tiga macam penjelasan. Mungkin itu adalah hasil dari versi lama teori gravitasi Einstein, yang berisi apa yang disebut "konstanta kosmologis." Mungkin ada semacam cairan energi aneh yang memenuhi ruang. 

Mungkin ada yang salah dengan teori gravitasi Einstein dan teori baru bisa mencakup semacam medan yang menciptakan percepatan kosmik ini. Para ahli teori masih tidak tahu apa penjelasan yang benar, tetapi mereka telah memberi nama pada solusi tersebut. Ini disebut energi gelap.

Apa itu Dark Energy?

Lebih banyak yang tidak diketahui daripada yang diketahui. Kita tahu berapa banyak Dark Energy atau energi gelap yang ada karena kita tahu bagaimana pengaruhnya terhadap ekspansi alam semesta. Selain itu, itu adalah misteri yang lengkap. Tapi itu adalah misteri penting. 

Ternyata sekitar 68% dari alam semesta adalah energi gelap. Materi gelap membuat sekitar 27%. Sisanya, semua yang ada di Bumi, semua yang pernah diamati dengan semua instrumen, semua materi normal berjumlah kurang dari 5% dari alam semesta. Kalau dipikir-pikir, mungkin itu tidak boleh disebut materi "normal" sama sekali, karena itu adalah bagian kecil dari alam semesta.

Salah satu penjelasan untuk energi gelap adalah bahwa itu adalah properti ruang. Albert Einstein adalah orang pertama yang menyadari bahwa ruang kosong bukanlah apa-apa. Ruang memiliki sifat luar biasa, banyak di antaranya baru mulai dipahami. 

Properti pertama yang ditemukan Einstein adalah bahwa ada kemungkinan lebih banyak ruang muncul. Kemudian satu versi teori gravitasi Einstein, versi yang berisi konstanta kosmologis, membuat prediksi kedua: "ruang kosong" dapat memiliki energinya sendiri. 

Karena energi ini adalah milik ruang itu sendiri, energi ini tidak akan berkurang saat ruang mengembang. Ketika lebih banyak ruang muncul, lebih banyak energi ruang ini akan muncul. 

Akibatnya, bentuk energi ini akan menyebabkan alam semesta mengembang lebih cepat. Sayangnya, tidak ada yang mengerti mengapa konstanta kosmologis harus ada di sana, apalagi mengapa ia memiliki nilai yang tepat untuk menyebabkan percepatan alam semesta yang teramati.

Penjelasan lain tentang bagaimana ruang memperoleh energi berasal dari teori materi kuantum. Dalam teori ini, "ruang kosong" sebenarnya penuh dengan partikel sementara ("virtual") yang terus menerus terbentuk dan kemudian menghilang. 

Tetapi ketika fisikawan mencoba menghitung berapa banyak energi yang akan diberikan ruang kosong ini, jawabannya salah - salah banyak. Jumlahnya keluar 10120 kali terlalu besar. Itu 1 dengan 120 nol setelahnya. Sulit untuk mendapatkan jawaban yang buruk. Jadi misteri terus berlanjut.

Penjelasan lain untuk energi gelap adalah bahwa itu adalah jenis baru dari cairan atau medan energi dinamis, sesuatu yang mengisi semua ruang tetapi sesuatu yang efeknya pada perluasan alam semesta adalah kebalikan dari materi dan energi normal. 

Beberapa ahli teori telah menamakan ini "intisari," setelah elemen kelima dari para filsuf Yunani. Tapi, jika quintessence adalah jawabannya, kita masih belum tahu seperti apa, berinteraksi dengan apa, atau mengapa ada. Jadi misteri terus berlanjut.

Kemungkinan terakhir adalah teori gravitasi Einstein tidak benar. Itu tidak hanya akan mempengaruhi perluasan alam semesta, tetapi juga akan mempengaruhi cara materi normal dalam galaksi dan kelompok galaksi berperilaku. 

Fakta ini akan memberikan cara untuk memutuskan apakah solusi untuk masalah energi gelap adalah teori gravitasi baru atau bukan: kita bisa mengamati bagaimana galaksi berkumpul dalam kelompok. Tetapi jika ternyata teori gravitasi baru diperlukan, teori macam apa itu? 

Bagaimana itu bisa menggambarkan dengan tepat gerakan benda-benda di Tata Surya, seperti yang diketahui teori Einstein, dan masih memberi kita prediksi berbeda untuk alam semesta yang kita butuhkan? Ada teori kandidat, tetapi tidak ada yang menarik. Jadi misteri terus berlanjut.

Hal yang diperlukan untuk memutuskan antara kemungkinan energi gelap - properti ruang, cairan dinamis baru, atau teori gravitasi baru - adalah lebih banyak data, data yang lebih baik.

Sementara menurut situs astronomy, Dark Energy adalah bentuk energi hipotetis yang memberikan tekanan negatif dan tolak-menolak, berperilaku seperti kebalikan dari gravitasi. Telah dihipotesiskan untuk menjelaskan sifat pengamatan supernova tipe Ia jauh, yang menunjukkan alam semesta melalui periode ekspansi yang dipercepat. Seperti Materi Gelap, Energi Gelap tidak diamati secara langsung, melainkan disimpulkan dari pengamatan interaksi gravitasi antara objek astronomi.

Dengan menyesuaikan model teoretis komposisi alam semesta dengan kumpulan pengamatan kosmologis gabungan, para ilmuwan telah menemukan komposisi yang kami jelaskan di atas, ~68% energi gelap, ~27% materi gelap, ~5% materi normal. Apa itu materi gelap?

Pertama, gelap, artinya tidak berbentuk bintang dan planet yang kita lihat. Pengamatan menunjukkan bahwa ada terlalu sedikit materi yang terlihat di alam semesta untuk memenuhi 27% yang dibutuhkan oleh pengamatan. Kedua, tidak dalam bentuk awan gelap materi normal, materi terdiri dari partikel yang disebut baryon. 

Nasa mengetahui hal ini karena mereka dapat mendeteksi awan baryon dengan penyerapan radiasi yang melewatinya. Ketiga, materi gelap bukanlah antimateri, karena kita tidak melihat sinar gamma unik yang dihasilkan ketika antimateri dimusnahkan dengan materi. 

Akhirnya, kita dapat mengesampingkan lubang hitam berukuran galaksi besar berdasarkan berapa banyak lensa gravitasi yang kita lihat. Materi dengan konsentrasi tinggi membelokkan cahaya yang lewat di dekat mereka dari objek yang lebih jauh, tetapi kami tidak melihat peristiwa pelensaan yang cukup untuk menunjukkan bahwa objek tersebut memberikan kontribusi materi gelap 25% yang diperlukan.

Namun, pada titik ini, masih ada beberapa kemungkinan materi gelap yang layak. Materi barionik masih bisa membentuk materi gelap jika semuanya terikat dalam katai coklat atau dalam bongkahan kecil elemen berat yang padat. 

Kemungkinan ini dikenal sebagai objek halo kompak masif, atau "MACHOs". Tetapi pandangan yang paling umum adalah bahwa materi gelap bukanlah barionik sama sekali, tetapi terdiri dari partikel lain yang lebih eksotis seperti axion atau WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles).

Halaman Selanjutnya

Penjelasan lain tentang bagaimana ruang memperoleh energi berasal dari teori materi kuantum. Dalam teori ini, "ruang kosong" sebenarnya penuh dengan partikel sementara ("virtual") yang terus menerus terbentuk dan kemudian menghilang.