Sepuluh Cara Materi Gelap Menjelaskan Alam Semesta (Bagian 3)

Kelanjutan dari artikel: Sepuluh Cara Materi Gelap Menjelaskan Alam Semesta (Bagian 2)

3. Energi Gelap mungkin Memakan Materi Gelap

Kredit foto: NASA/ESA

Menurut penelitian yang dilakukan baru-baru ini, energi gelap tampaknya memakan materi gelap saat keduanya berinteraksi, yang pada gilirannya memperlambat pertumbuhan galaksi dan pada akhirnya membuat Alam Semesta hampir menjadi sebuah tempat yang kosong. Bisa jadi materi gelap meluruh menjadi energi gelap, tapi kita belum bisa mengetahuinya. Pesawat antariksa Planck milik Uni Eropa baru-baru ini telah memberikan kita perkiraan jumlah secara tepat terhadap susunan fisik Alam Semesta: 4,9 persen materi biasa (termasuk kita), 25,9 persen materi gelap, dan 69,2 persen energi gelap. Kita tidak dapat melihat materi gelap atau energi gelap.

Tidak ada istilah yang dipahami secara lebih baik bahkan di komunitas ilmiah sekalipun. Mereka lebih seperti istilah ambigu, menggambarkan sesuatu yang kita yakini sedang terjadi tapi belum bisa kita jelaskan. Jadi sampai kita benar-benar mengetahuinya, maka kita akan tetap menggunakan istilah ini. Materi gelap menarik, sedangkan energi gelap mendorong. Materi gelap adalah tulang punggung atau kerangka sebagai tempat galaksi dan isinya dibangun. Daya tarik gravitasinya diyakini menahan bintang untuk tetap berada di dalam galaksi. Gravitasi akan lebih kuat saat objek saling berdekatan satu sama lain dan lebih lemah saat mereka terpisah jauh.

Di sisi lain, energi gelap menggambarkan gaya yang menyebabkan Alam Semesta berkembang dengan mendorong galaksi-galaksi jauh menjauh dari kita. Jadi, seiring energi gelap mendorong objek-objek ini menjauh, gravitasi semakin melemah di ruang angkasa. Ini menunjukkan bahwa ekspansi ruang angkasa semakin cepat, dan tidak melambat karena efek gravitasi seperti yang diyakini sebelumnya.

“Sejak akhir tahun 1990-an, para astronom telah meyakini bahwa ada sesuatu yang menyebabkan semakin cepatnya ekspansi Alam Semesta kita,” kata Profesor David Wands dari Universitas Portsmouth. “Penjelasan paling sederhana adalah bahwa ruang angkasa vakum, memiliki kepadatan energi yang merupakan konstanta kosmologis. Namun, terdapat bukti kuat bahwa model sederhana ini tidak dapat menjelaskan secara lengkap data dari para peneliti astronomi saat ini untuk masuk ke dalam akses, khususnya pertumbuhan struktur kosmik, galaksi, dan gugus galaksi, yang nampaknya lebih lambat daripada yang diperkirakan sebelumnya.” Transfer energi ini hanya dapat terjadi pada materi gelap dan energi gelap. Materi biasa (seperti kita) tidak ditelan oleh energi gelap.

2. Materi Gelap mungkin Menyebabkan Riak di Cakram Galaksi

Apabila melihat ruang angkasa dari Bumi, kita hanya dapat melihat bintang-bintang sejauh sekitar 50.000 tahun cahaya dari pusat galaksi kita. Jadi kita menduga itulah ujung galaksi kita. Kita tidak melihat hal-hal lain secara signifikan hingga sekitar 15.000 tahun cahaya di luar batas tersebut, yaitu Cincin Bintang Monoceros yang melintang di atas bidang galaksi Bima Sakti kita. Beberapa ilmuwan menduga mereka adalah bintang yang terlepas dari galaksi lain. Namun, analisis data terbaru dari Sloan Digital Sky Survey mengungkapkan bahwa Cincin Monoceros sebenarnya adalah bagian dari galaksi kita.

Itu berarti Bima Sakti setidaknya 50 persen lebih besar dari yang kita duga, sehingga meningkatkan diameter galaksi kita dari sekitar 100.000-120.000 tahun cahaya menjadi sekitar 150.000-180.000 tahun cahaya. Dilihat dari Bumi, kita tidak dapat melihat bagaimana Cincin Monoceros terhubung dengan Bima Sakti karena riak-riak di cakram galaksi. Seperti menyaksikan ombak di lautan dari pantai. Saat naik, maka gelombang menghalangi pandangan Anda di luar lautan, kecuali sebagian gelombang yang lebih tinggi lagi. Jadi, meskipun pandangan kita sebagian terhalang oleh bentuk galaksi kita, kita melihat Cincin Monoceros seperti melihat puncak gelombang yang lebih tinggi.

Penemuan ini mengubah pemahaman kita tentang bagaimana Bima Sakti terbentuk. “Intinya, yang kami temukan adalah bahwa cakram Bima Sakti bukan hanya cakram bintang di bidang datar, namun bergelombang,” kata Heidi Newberg dari Rensselaer School of Science. “Saat memancar keluar dari Matahari, kita melihat setidaknya ada empat riak di cakram Bima Sakti. Sementara kita hanya bisa melihat bagian dari galaksi dengan data ini, kita berasumsi bahwa pola ini akan ditemukan di seluruh cakram.”

“Seperti riak-riak air yang disebabkan oleh kerikil yang dilemparkan ke dalam kolam, ilmuwan meyakini bahwa riak-riak di galaksi kita mungkin disebabkan oleh sebuah gumpalan materi gelap atau sebuah galaksi katai yang memotong cakram Bima Sakti. Jika teori itu benar, riak-riak ini akan memberikan para peneliti sebuah cara untuk menganalisis distribusi materi gelap di Bima Sakti.

1. Fitur Khas Sinar Gamma

Sampai saat ini, satu-satunya cara para ilmuwan dapat mendeteksi materi gelap adalah dengan mengamati efek gravitasi pada objek-objek kosmik lainnya. Namun, para periset percaya bahwa sinar gamma mungkin merupakan sebuah sinyal langsung bahwa materi gelap yang tak terlihat bersembunyi di Alam Semesta kita. Selama penelitian, para ilmuwan kemungkinan baru saja menemukan fitur khas pertama dari sinar gamma di Reticulum 2, sebuah galaksi katai yang belum lama ini ditemukan berada di dekat Bima Sakti.

Sinar gamma adalah bentuk radiasi elektromagnetik berenergi tinggi yang dipancarkan dari pusat galaksi yang padat. Jika benar materi gelap terdiri dari WIMP (weakly interacting massive particles), maka partikel materi gelap akan menjadi sumber sinar gamma yang dihasilkan saat WIMP saling memusnahkan satu sama lain ketika terjadi kontak. Namun, sinar gamma juga bisa dipancarkan oleh sumber-sumber lain seperti lubang hitam dan pulsar. Jika analisis kita dapat mengeliminasi sumber-sumber sinar gamma lainnya, mungkin saja sumber sinar gamma yang tersisa berasal dari materi gelap. Paling tidak, itulah teorinya.

Para ilmuwan percaya bahwa kebanyakan galaksi katai hanya memiliki sedikit sumber signifikan sinar gamma selain materi gelap, yang bisa mendominasi komposisi galaksi katai hingga 99 persen. Itulah sebabnya para fisikawan dari Universitas Carnegie Mellon, Universitas Brown, dan Universitas Cambridge menjadi bersemangat terkait penemuan sinar gamma yang berasal dari Reticulum 2.

“Deteksi gravitasi materi gelap hanya memberikan sedikit informasi tentang perilaku partikel materi gelap,” kata Matthew Walker dari Universitas Carnegie Mellon. “Tapi sekarang kita mungkin memiliki sebuah deteksi non-gravitasi yang menunjukkan materi gelap berperilaku seperti partikel.”

Tentu saja, mungkin ada sumber sinar gamma lainnya di galaksi-galaksi katai yang belum kita identifikasi. Namun, penemuan sembilan galaksi katai baru-baru ini di dekat Bima Sakti mungkin memberikan para ilmuwan kesempatan untuk lebih jauh mengeksplorasi teori pendeteksian materi gelap ini.

Ditulis oleh: Heather Ramsey, listverse.com

Sumber: 10 Ways Dark Matter Could Explain The Universe

#terimakasihgoogle

Share this post