Ilmuwan meyakini 85 persen materi di jagad raya terdiri dari materi gelap. Namun sejauh ini pembuktiannya masih sulit. Dengan bantuan komputer super buatan Jerman misteri ini terus dilacak.
Iklan
Semua materi nampak seperti bintang, planet atau nebula hanya memcakup 15 persen massa di jagat raya. Sisanya, sekitar 85 pesen alam semesta terdiri dari materi tak kasat mata alias materi gelap.
Sejak lama ilmuwan berusaha melacak eksistensi partikel misterius ini. Para ilmuwan Jerman melakukan pendekatan dengan menelitia Axion, partikel teroritis yang diciptakan tahun 1977 untuk memecahkan masalah berbeda dalam fisika.
Dark matter
04:29
"Yang menarik mengenai Axion adalah, hal itu tidak diciptakan untuk memecahkan misteri materi gelap. Melainkan untuk memecahkan problem lainnya", ujar Dr.Andreas Ringwald, salah satu penulis riset Axion yang dipublikasikan dalam majalah ilmiah Nature.
Baru enam tahun kemudian para ilmuwan menyadari, Axion bisa jadi salah satu kandidat materi gelap. "Ini bisa merupakan calon kuat, karena ilmuwan tidak merekayasa eksistensinya", tambah Dr.Ringwald.
Teoritis ada dimana-mana
Jika eksis, Axion akan jadi elemen dengan massa paling kecil di jagad raya. "Dengan massa amat kecil, teoritis Axion ada dimana-mana di seputar kita. Ibaratnya kita dihujani Axion, tapi interaksinya tak terasa, karena amat lemah, dan seperti transparan," ujar pakar fisika ini.
Berburu Materi Gelap, Mencari Semesta yang Hilang
Setelah sukses membuktikan keberadaan partikel Higgs, akselerator partikel terbesar dunia milik CERN di Swiss mendapat tambahan kapasitas baru. Kini bersamanya ilmuwan berambisi mengungkap misteri seputar materi gelap.
Setelah satu setengah tahun dimatikan untuk kegiatan perawatan, akselerator partikel terbesar di dunia yang berlokasi di Jenewa, Swiss, kembali hidup dengan kapasitas energi lebih besar. Bersamanya Badan Penelitian Nuklir Eropa (CERN) berambisi mengungkap misteri besar antariksa.
Foto: R. Juilliart/AFP/Getty Images
Misteri Terbesar
Materi gelap sejauh ini cuma ada dalam teori dan hasil observasi. Sifatnya yang tidak bisa dideteksi membuatnya semakin dipenuhi misteri. Materi gelap bisa diamati dari gaya gravitasinya yang mempengaruhi pergerakan bintang di wilayah terluar galaksi. Diperkirakan 84,5% dari materi di alam semesta berupa materi gelap.
Materi gelap pertama kali diobservasi oleh astronom Amerika Serikat, Vera Rubin, 1974 silam. Dalam pantauannya, bintang di sekitar lubang hitam di pusat galaksi bergerak dengan kecepatan yang sama dengan bintang yang mengorbit di bagian terluar. Vera Rubin kemudian menelurkan gagasan baru: sebuah galaksi memiliki lebih banyak materi yang memancarkan daya gravitasi, ketimbang yang bisa dilihat
Foto: DW/F.Schmidt
Partikel di Jalur Bebas Hambatan
Jika segalanya berjalan lancar, akhir Mei mendatang pipa vakum sepanjang 27 kilometer yang terbenam sekitar seratus meter di bawah tanah ini akan kembali dilintasi oleh partikel dasar yang bergerak nyaris mendekati kecepatan cahaya.
Foto: AP
Benturan Menjawab Teka Teki
Fungsi inti dari akselerator raksasa di Jenewa ini adalah membenturkan dua partikel dasar dan merekam jejaknya. Dalam benturan tersebut terbentuk partikel-partikel lain. Semakin keras benturan, semakin eksotis pula partikel sisa yang terbentuk. Dengan kapasitas lama, LHC mampu mendeteksi partikel Higgs. Tapi buat memburu materi gelap, daya benturan harus dua kali lipat lebih besar.
Foto: 1997 CERN
Peter Higgs dan Partikel Tuhan
Pencapaian terbesar Large Hadron Collider adalah membuktikan keberadaan partikel Higgs. Partikel yang diprediksi oleh fisikawan Inggris, Peter Higgs, ini menjawab kenapa sebagian besar partikel dasar memiliki massa. Sebab itu pula partikel Higgs disebut sebagai partikel tuhan.
Foto: GRAHAM STUART/AFP/GettyImages
Supersimetri
Ilmuwan CERN saat ini sedang fokus membuktikan teori Supersimetri untuk menjawab teka-teki materi gelap. Teori tersebut sederhanyanya menyebut setiap partikel subatom memiliki mitranya sendiri yang lebih berat. Partikel cahaya, Photon, misalnya berpautan dengan Photino, sementara Boson dengan Bosino. Perkaranya adalah tidak seorangpun tahu apakah supersimetri benar-benar ada.
Foto: dapd
7 foto1 | 7
Inilah sebabnya manusia tidak merasakannya. Tapi partikel ini melakukan interaksi amat lemah dengan photon dan elektron. Ringwald menyebutkan, jika mengetahui massa partikel ini, para ilmuwan bisa melakukan eksperimen untuk melacak dan menemukannya.
Untuk mengetahui ukuran Axion ini, hanya bisa dilakukan dengan bantuan superkomputer paling modern seperti JUQUEEN milik pusat riset ilmiah Jülich di Jerman. Kesimpulan riset di Jülich menunjukkan, jika Axion menjadi penyusun utama materi gelap, massanya sekitar sepersemilyar kali lebih ringan dari sebuah elektron.
Sebaran tidak merata
Para ilmuwan menyebutkan, sebaran materi gelap di jagad raya tidak merata. Di Galaksi Bima Sakti kerapatannya sekitar satu trilyun Axion per sentimeter persegi. Sementara di alam semesta, kerapatan rata-ratanya sekitar 10 juta per sentimeter persegi.
Badai Matahari - Sisi Gelap Matahari
05:28
This browser does not support the video element.
Kalkulasi superkomputer di Jülich memungkinkan para pakar fisika memfokuskan pandangan dalam memprediksi massa Axion. Sejauh ini sudah ada beberapa proposal serta rencana ilmiah untuk melakukan eksperimennya.
Sejauh ini indikasi dari keberadaan materi gelap datang terutama dari observasi astro-fisika terhadap galaksi. Diamati, galaksi-galaksi melakukan rotasi lebih cepat, yang tidak mungkin hanya dirangkum dan ditahan oleh gaya gravitasi materi konvensional yang kasat mata.
7 Misteri Iptek Yang Belum Terpecahkan
Para ilmuwan sejak lama berusaha memecahkan sejumlah misteri ilmu pengetahuan yang ternyata hingga kini tetap belum terpecahkan. 7 diantara misteri sains yang masih dilacak jawabannya.
Foto: Fotolia/Noel Powell
Materi Lebih Banyak dari Anti Materi?
Berdasar ilmu fisika partikel yang dipahami saat ini, jumlah materi dan anti materi seharusnya seimbang dan jika bertemu akan saling memusnahkan. Tapi faktanya jumlah materi lebih banyak dari anti materi. Buktinya adalah milyaran galaksi dan trilyunan bintang di jagad raya yang tersusun dari materi. Hingga kini masih diteliti mengapa jumlah anti materi lebih sedikit dari materi?
Foto: picture alliance/dpa
Apa Penyusun Materi Gelap?
Lebih 80 persen massa di jagad raya tidak kasat mata dan disebut materi gelap. Para ilmuwan hingga kini belum mengetahui komposisi materi yang tidak memancarkan cahaya itu. Sejak ditemukan indikasinya 60 tahun lalu, hingga kini tidak ada bukti langsung eksistensi materi gelap ini. Artinya tidak ada yang tahu persis bagaimana komposisi materi gelap tersebut.
Foto: picture-alliance/dpa
Apa Energi Gelap itu?
Energi gelap menjadi misteri yang lebih besar dibanding materi gelap. Energi gelap diyakini mencakup lebih 70 persen dari seluruh energi di alam semesta dan diduga merupakan implikasi dari ekspansi jagad raya. Dipertanyakan apakah energinya konstan atau berfluktuasi mengikuti ekspansi alam semesta? Tersusun dari apa? Mengapa terindikasi kerapatannya mirip dengan densitas materi?
Foto: Zosia Rostomian, LBNL; Nic Ross, BOSS Lyman-alpha team, LBNL; and Springel et al, Virgo Consortium and the Max Planck Institute for Astrophysics
Adakah Makhluk Cerdas Lain?
Apakah manusia satu-satunya makhluk cerdas di jagad raya? Alam semesta kasat mata, diameternya sekitar 92 tahun cahaya dan berisi milyaran galaksi, bintang dan planet, tapi tidak ada pertanda eksistensi makhluk cerdas lain. Atau “alien” itu sejak lama telah berkunjung ke bumi, cuma kita tidak tahu atau mereka tidak mau menjalin kontak?
Foto: picture-alliance/dpa
Bagaimana Kehidupan Muncul?
Misteri lain yang terkait erat dengan manusia adalah, bagaimana kehidupan muncul? Dari mana asal usul kehidupan di bumi? Mengapa di bumi? Banyak teori dilontarkan, mulai dari model adonan purba yang berkembang mejadi molekul kompleks yang punya DNA hingga teori kehidupan berupa mikroba yang terbawa komet atau meteorit. Tapi semua itu tidak menjawab pertanyaan bagaiama kehidupan bisa terjadi?
Foto: Fotolia/Gernot Krautberger
Bagaimana Mekanisme Gravitasi?
Semua tahu, gravitasi dari bulan membuat siklus pasang dan surut laut di bumi. Gravitasi bumi membuat manusia tetap berada di permukannya dan gravitasi matahari membuat bumi stabil di orbitnya. Tapi para ilmuwan hingga kini masih belum dapat memastikan, bagaimana cara kerja gravitasi itu. Mengapa gaya yang menjaga stabilitas atom beda dengan gaya tarik bumi? Apakah gravitasi itu partikel?
Foto: NASA
Bagaimana Cara Kerja Lempeng Tektonik?
Kita juga tahu, pergerakan lempeng tektonik memicu gempa, aktivitas gunung api, membentuk benua dan gunung, tapi para ilmuwan belum tahu sepenuhnya mekanisme gerakan lempeng ini. Alfred Wegener saat melontarkan teorinya tahun 1932 ditertawakan banyak ilmuwan, dan baru 1960 teori dapat dibuktikan. Tapi hingga kini masih jadi misteri, apa pemicu gerakan ini dan bagaimana batas lempengan tercipta.