Penelitian astronomi menegaskan teori, alam semesta terus mengembang. Namun, sebuah keraguan baru terhadap tesis ini muncul. Dan menentang keberadaan “energi gelap” yang menjadi pengikat semua hal.
Iklan
Energi gelap adalah istilah yang sering didengar dalam penelitian kosmologi dan astronomi. Kebanyakan pakar astronomi berpegang pada teori keberadaan energi gelap yang menjadi basis penting dalam penelitian alam semesta.
Bahwa alam semesta sendiri semakin membesar seiring waktu bukanlah sesuatu yang baru. Di akhir tahun 1990-an, sebuah penelitian mengungkapkan hal baru yang mengejutkan tentang kosmos; alam semesta tidak hanya membesar, ia membesar dengan semakin cepat. Penyebab dari percepatan ini adalah energi gelap itu sendiri yang mendorong galaksi-galaksi semakin terpisah, menjauh satu sama lain.
Namun, baru-baru ini hasil penelitian terkait percepatan pengeembangan alam semesta ini disangkal oleh tiga pakar astronomi berbeda. Dalam sebuah studi baru yang dipublikasikan di Jurnal Astrofisik pada awal tahun 2020, peneliti asal Korea, Young-Wook Lee dari Universitas Yonsei mengungkapkan bahwa alam semesta tidak membesar semakin cepat. Hal ini berarti energi gelap juga tidak ada.
Di pusat European Southern Observatory atau ESO di Garching, Jerman, salah satu penelitinya, Bruno Leibundgut, membantah hasil penelitian Young-Wook Lee. Sebagai pendukung tesis energi gelap, ia menjelaskan bahwa masalah ini bukan sekedar pengamatan yang salah akan alam semesta.
“Semua model penghitungan kosmologi yang kita ketahui menunjukkan percepatan ekspansi alam semesta. Sekarang sebuah tesis baru berkata bahwa itu salah. Jika model kosmologi yang selama ini kita miliki terbukti salah, artinya kita harus mulai lagi semuanya dari awal,“ ujar Burno Leibundgut.
Jika pengukuran baru ini benar, bagian-bagian alam semesta juga berarti berbeda dari apa yang selama ini telah dipahami.
Salah satu gambar galaksi yang diambil oleh teleskop HubbleFoto: picture-alliance/dpa/NASA/ESA/J. Olmsted/STScI/Cover Images
Bagian-bagian alam semesta
Menurut pengetahuan sejauh ini, alam semesta terdiri dari tiga bagian. Bagian pertama adalah materi kasat mata alias yang bisa dilihat, seperti bintang-bintang dan galaksi. Tapi materi ini volumenya hanya 5% dari seluruh massa semesta.
Seharusnya, galaksi-galaksi yang berputar pada porosnya ini terdorong untuk saling menjauh. Bagian kedualah dari alam semesta yang mencegah hal tersebut, yakni sesuatu yang disebut materi gelap. Materi ini adalah sesuatu yang tidak terlihat dan mencegah galaksi-galaksi untuk memisahkan diri satu sama lain. Sekitar seperempat alam semesta terdiri dari materi gelap.
Bagian ketiga dan terbesar dari alam semesta adalah apa disebut sebagai energi gelap. Energi ini disebut "gelap" bukan karena warnanya, melainkan karena statusnya yang tidak diketahui secara pasti.
Kebanyakan orang awam akan sulit membedakan antara materi gelap dan energi gelap. Perbedaan paling utama adalah perannya di alam semesta. Materi gelap bekerja sebagai tenaga tak terlihat yang mengerat galaksi-galaksi. Energi gelap, sebagai bagian yang jauh lebih dominan, mengeluarkan gaya tolak semacam anti-gravitasi yang mendorong ekspansi alam semesta yang semakin cepat.
Energi gelap sendiri memiliki sejarah awal yang panjang. Akhir tahun 1920-an pakar astronomi Amerika Serikat, Edwin Hubble memperkenalkan teorinya mengenai alam semesta yang terus mengembang. Semakin jauh dari pusatnya, semakin cepat pula pergerakannya.
Selanjutnya penelitian pada tahun 1998 mengemukakan dua teori, yaitu ekspansi semesta yang semakin cepat dan energi gelap yang membuat alam semesta memuai. Untuk penemuan itu, pada tahun 2011, tiga pakar fisika Saul Perlmutter, Brian Schmidt dan Adam Riess mendapat hadiah Nobel Fisika.
Meski demikian, energi gelap masih menjadi tanda tanya besar yang belum sepenuhnya dipecahkan oleh para astronom.
Iklan
Cara mengukur alam semesta
Keberadaan energi gelap muncul dari teori yang mengatakan bahwa alam semesta mengembang semakin cepat. Untuk mengetahui hal ini secara pasti, astronom harus mengukur pemuaian alam semesta.
Metode pengukuran alam semesta terdengar seolah mudah. Bruno Leibundgut menjelaskan cara peneliti mengukur alam semesta dengan lilin sebagai contoh.
Pertama-tama, dua lilin diletakkan pada jarak yang berbeda dari tempat pengamatan. Sebenarnya, intensitas cahaya kedua lilin selalu sama. Tapi jika kita mengukur lilin yang jauh, tampak intensitas terangnya tidak sekuat lilin yang dekat dengan kita.
“Metode ini juga bisa kita gunakan dalam astronomi, yaitu dengan menggunakan dua objek yang intensitas cahayanya selalu sama. Dalam hal ini: sejumlah supernova, atau ledakan besar sebuah bintang. Jika terangnya berkurang, kita tahu, bahwa letaknya lebih jauh. Dengan demikian, kita bisa mengukur alam semesta dan tingkat kecepatan ekspansinya,“ ujar Bruno Leibundgut.
Jadi bintang-bintang yang meledak menunjukkan perluasan yang lebih cepat. Penyebabnya sendiri adalah energi gelap. Karena intensitas cahayanya yang konstan, obyek langit ini disebut "Standardkerzen“ atau lilin standar.
Planet Paling Ganjil di Alam Semesta
Karakter sejumlah Eksoplanet mendefinisikan ulang konsep neraka: sebagian dihantam badai kaca atau disaput uap panas, yang lain bersuhu 1700 derajat Celcius. Inilah daftar eksoplanet paling misterius di alam semesta
Foto: ESO/L. Calçada
Cincin Monster
Berlokasi 434 tahun cahaya dari Bumi dan memiliki massa 40 kali lipat lebih besar ketimbang Jupiter, J1407B mendapat julukan Super Saturnus lantaran cincin kosmiknya. Berbeda dengan Saturnus, cincin J14070B membentang sepanjang 120 juta kilometer, alias 200 kali lipat lebih besar ketimbang planet terindah di sistem tata surya itu. Ilmuwan berspekulasi J1407B sedang dalam proses membentuk bulan
Foto: NASA/Ron Miller
Planet Es yang Terbakar
Planet ini memiliki inti batuan dan permukaan yang diselimuti es. Gliese 436b mengorbit bintang induknya dalam jarak dekat. Tidak heran jika temperatur di permukaannya mencapai 439 derajat Celcius. Keunikan Gliese 436b adalah awan hidrogen yang menyelimuti planet dan menyisakan jejak di sepanjang jalur orbitnya. Lantaran karakternya itu Gliese 436b dijuluki planet es yang terbakar
Foto: NASA/public domain
Lebih Pekat dari Arang
Di antara eksoplanet, TrES-2b adalah yang paling misterius. Pasalnya planet ini hanya memantulkan 1% cahaya dari bintang induknya. Tidak heran jika TrES-2b dicatat sebagai planet paling gelap di semesta dan memiliki permukaan yang lebih pekat ketimbang arang. Ilmuwan meyakini TrES-2b adalah raksasa gas serupa Jupiter.
Foto: NASA/Kepler/TrES/David A. Aguilar (CfA)
Mengorbit Tiga Bintang
HD 188753 Ab merupakan planet pertama yang diketahui mengorbit tiga bintang induk sekaligus. Planet ini ditemukan oleh seorang ilmuwan Polandia tahun 2005 setelah melakukan observasi dengan teleskop raksasa di Mauna Kea, Hawaii. Namun upaya lanjutan untuk menemukan kembali planet misterius ini gagal, meski menggunakan metode yang sama.
Foto: NASA/JPL-Caltech
Neraka Kaya Intan
55 Cancri e adalah dunia api yang mengorbit bintang induknya dari jarak yang 25 kali lipat lebih dekat ketimbang jarak Merkurius ke Matahari. Keunikan terbesar planet ini adalah susunan elemen pembentuknya yang diyakini didominasi karbon, sehingga tidak menutup kemungkinan permukaan 55 Cancri e dipenuhi intan. Hanya saja temperatur di permukaannya melebihi 1700 derajat Celcius.
Foto: NASA/JPL-Caltech
Biru tapi Mematikan
Meski berwarna biru layaknya Bumi, HD189733 bukan surga kehidupan. Sebaliknya temperatur di permukaan HD189733 melebihi 1000 derajat Celcius. Terlebih setiap pengunjung eksplanet ini harus bersiap menghadapi hujan kaca yang menyapu dengan kecepatan 7000 kilometer per jam.
Foto: NASA/ESA/M. Kornmesser
Bumi Raksasa
Penemuan Gliese 581 C sempat memicu harapan tinggi bahwa ada benda langit lain serupa Bumi. Pasalnya Gliese 581 C mengorbit bintang induknya di zona hijau dan diyakini memiliki temperatur serupa Bumi. Namun rotasi Gliese 581C terkunci gaya gravitasinya, sehingga hanya satu sisi saja yang menghadap bintang induknya.
Foto: ESO
Berselimut Uap Panas
Planet GJ1214b serupa kolam panas. Pasalnya permukannya dilapisi samudera berukuran raksasa, namun temperatur di permukannya mencapai 230 derajat Celcius. Tidak heran jika hasil observasi menujukkan GJ1214b diselimuti atmosfir yang terbuat dari uap dan awan tebal.
Foto: ESO/L. Calçada
8 foto1 | 8
Apakah alam semesta memuai semakin cepat?
Publikasi terbaru yang menentang percepatan teori ekspansi alam semesta dan keberadaan energi gelap mengatakan, prinsip lilin standar tidak berfungsi. Katanya, supernova yang berjarak jauh terlalu lemah. Tim Bruno Leibundgut berpendapat, hal itu tidak benar.
Salah satu masalah yang mereka lihat pada publikasi baru adalah sampel yang hanya diambil dari 30 objek. Sebagai perbandingan, tim Bruno Leibundgut telah menggunakan 1.000 supernova sebagai bahan penelitian. Jadi hasil penelitian hanya disimpulkan dari sejumlah kecil supernova yang patut dipertanyakan. Kecilnya jumlah sampel ini menjadi sumber keraguan.
Selain itu, publikasi baru ini menyalahi bidang lain kosmologi. Tim Bruno Leibundgut juga memiliki berbagai perhitungan dalam kosmologi yang sepenuhnya independen dan tidak hanya berdasar pada supernova. Perhitungan-perhitungan tersebut juga bertentangan dengan publikasi baru ini.
Salah satu perhitungan tersebut adalah sesuatu yang disebut sebagai radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis. Hal ini diibaratkan sebagai desiran di alam semesta. Dua pakar fisika, Wilson dan Penzias, menemukan radiasi ini pada tahun 1964 secara kebetulan ketika melakukan eksperimen dengan antena.
Radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis yang terlihat sekarang adalah sisa dentuman besar bersuhu tinggi yang kita juga kenal dengan nama bigbang. Awalnya, alam semesta sangat panas. Suhu radiasi kemudian menurun akibat pemuaian alam semesta dan sekarang hanya bisa diukur sebagai radiasi termal. Radiasi ini tidak bisa dilihat.
Misalnya, seperti kompor induksi panas. Suhunya tinggi, tapi kita tidak bisa melihatnya. Hal ini merupakan sebuah masalah. Namun, kita tetap bisa menunjukkan, bahwa permukaan induksi tersebut panas dengan meneteskan air. Ketika meneteskan air ke atas permukaan panas, perilaku air yang berbeda akan menunjukkan keadaan suhu, sehingga suhu tinggi jadi terlihat.
Tahun 2009 satelit Planck ditempatkan di orbitnya. Satelit ini bisa dengan tepat mengukur radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis. Radiasi ini memberikan banyak informasi tentang fase-fase awal alam semesta dan juga tingkat ekspansinya. Radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis ini bisa dianggap sebagai saksi bisu ekspansi alam semesta.
Galaksi Paling Misterius di Alam Semesta
Memetakan semesta mustahil tanpa menemukan anomali. Beberapa galaksi menyimpan misteri yang hingga kini tidak bisa dijawab ilmu pengetahuan. Mulai dari galaksi bermata iblis hingga yang berjantung ganda. Simak daftarnya
Foto: NASA/R. Lucas
Galaksi Lumba-lumba
Tidak sulit menerka kenapa NGC 2936 dijuluki lumba-lumba. Galaksi ini awalnya berbentuk spiral dan berubah bentuk setelah ditarik gravitasi galaksi eliptis ARP 142 yang bermassa jauh lebih besar. Kuatnya gaya gravitasi ARP 142 membuat NGC 2936 berbentuk lumba-lumba. Pada bagian matanya terletak inti galaksi. NGC 2936 dan ARP 142 akan melebur dalam waktu satu milyar tahun.
Foto: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STSci/AURA)
ARP 87
ARP 87 ibaratnya tarian maut dua galaksi, NGC 3808A dan NGC 3808B, yang hampir bertabrakan. Interaksi gaya gravitasi kedua obyek langit raksasa ini mendistorsi bentuknya. NGC 3808A dan NGC 3808B akan terus berdansa dan saling tarik menarik selama dua miliar tahun sebelum menyatu menjadi sebuah galaksi raksasa. ARP 87 berjarak 300 juta tahun cahaya dari Bumi
Foto: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Galaksi Antena
Serupa ARP 87, Galaksi Antena adalah hasil perkawinan dua galaksi, NGC 4038/39, yang saat ini berada dalam fase akhir. Tarian maut kedua galaksi spiral ini berawal beberapa ratus juta tahun lalu. Dua gugus bintang berwarna kuning adalah inti galaksi yang belum menyatu. Ilmuwan hanya bisa membayangkan apa yang terjadi jika galaksi Bima Sakti membaur dengan Galaksi Adromeda..
Foto: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration
NGC 474
Tidak ada seorangpun yang tahu apa yang terjadi dengan NGC 474. Galaksi berbentuk eliptis ini memiliki halo yang seakan bereaksi terhadap gaya gravitasi berskala besar. Penyebab kemunculan ekor pasang-surut (tidal tail) pada NGC 474 kemungkinan adalah hasil interaksi gravitasi dengan galaksi spiral di dekatnya atau jejak penyatuan dengan galaksi-galaksi yang lebih kecil.
Foto: P.-A. Duc (CEA, CFHT), Atlas 3D Collaboration
Messier 83
Messier 83 adalah galaksi spiral berpalang yang tergolong paling cemerlang di langit Bumi. Kendati terlihat biasa, M83 pernah mengalami ratusan ledakan bintang raksasa alias supernova. Saat ini ilmuwan sedang mengamati enam fenomena supernova pada Messier 83. Keunikan lainnya pada M83 adalah inti ganda yang berpusar pada jantungnya.
Foto: European Southern Observatory (ESO)
NGC 660
NGC 660 tergolong langka di alam semesta. Tipenya dikategorikan sebagai galaksi cincin kutub dan sejauh ini cuma ada belasan dari 10.000 galaksi yang diteliti ilmuwan. NGC 660 memiliki bintang, gas dan debu kosmik yang mengorbit inti galaksi dengan sudut yang nyaris vertikal. Tapi dari mana materi itu berasal? Pada NGC 660 ilmuwan berharap bisa mempelajari efek materi gelap pada cakram galaksi
Biasanya galaksi raksasa berbentuk spiral atau eliptis. Tapi Centaurus A
memiliki keduanya. Galaksi yang berjarak 16 juta tahun cahaya dari Bumi ini adalah satu-satunya galaksi eliptis yang memiliki lengan spiral. Ilmuwan berspekulasi, Centaurus A menyantap galaksi spiral antara 200 hingga 700 juta tahun silam, namun perkawinan semacam itu biasanya tidak menyisakan lengan spiral dalam bentuk utuh
Foto: ESO/Y. Beletsky
Galaksi Mata Hitam
Galaksi bernama Messier 64 ini memiliki julukan lain yang lebih seram, yakni galaksi mata iblis. Pasalnya M64 memiliki cakram berwarna hitam yang terbentuk dari debu kosmik di sekitar intinya. Misteri terbesar M64 adalah ketika cakram bagian dalam berputar searah, cakram terluarnya yang berisikan debu dan bintang bergerak ke arah sebaliknya. Fenomena semacam ini jarang ditemukan pada galaksi lain.
Foto: NASA and The Hubble Heritage Team
Galaksi Sombrero
Selain bentuknya yang menyerupai topi tradisional Meksiko, Messier 104 memiliki misteri yang belum bisa dijawab ilmuwan. Jika disimak lebih dekat M104 memiliki inti galaksi yang terdiri bukan cuma dari satu, melainkan beberapa gugus bintang sekaligus. Selain itu Galaksi Sombrero mengandung bintang-bintang muda yang cemerlang di cakram terluarnya. NASA menyebut M104 berkeperibadian ganda
Foto: NASA/ESA/ Hubble Heritage Team
Obyek Hoag
Sejak lama Obyek Hoag menjadi teka teka buat ilmuwan. Terutama bentuknya yang unik memicu pertanyaan, apakah obyek misterius ini terdiri atas satu atau dua galaksi. Pasalnya di antara gugus bintang di jantung galaksi dan cincin terluar terdapat ruang hampa yang sepenuhnya gelap. Ilmuwan belum bisa mengungkap bagaimana Obyek Hoag terbentuk. Galaksi ini berjarak 600 juta tahun cahaya dari Bumi.
Foto: NASA/R. Lucas
10 foto1 | 10
Pada tahun ini pula, sejumlah data pengukuran yang diambil satelit Planck akan diteliti dan dinilai. Data-data ini akan menjadi petunjuk tambahan yang merupakan kunci dalam silang pendapat, apakah alam semesta mengembang semakin cepat, atau tidak. DW Inovator