SAINS – Energi gelap, gaya misterius yang mempercepat perluasan alam semesta, mungkin tidak selalu memberikan dorongan yang stabil seperti yang diasumsikan para kosmolog selama beberapa dekade.
Sebaliknya, data terbaru dari Instrumen Spektroskopi Energi Gelap (DESI) yang canggih menambahkan lebih banyak bukti bahwa perluasan alam semesta dipercepat lebih cepat di masa lalu daripada saat ini.
Gambaran DESI tentang “energi gelap yang dinamis” akan menyenangkan sekaligus membingungkan para ahli teori, yang telah putus asa karena kurangnya petunjuk tentang penyebab fisik energi gelap tetapi tidak mengharapkan apa yang sekarang dilihat DESI.
“Saya pikir implikasinya bagi kosmologi akan sangat mendalam,” kata Bhuvnesh Jain, seorang kosmolog di Universitas Pennsylvania. “Ini sangat menarik,” tambah astronom Eric Gawiser dari Universitas Rutgers. “Tetapi itu juga akan membuat orang sedikit curiga: Bisakah energi gelap benar-benar melakukan itu?”
Hampir 30 tahun yang lalu, para peneliti yang mempelajari jenis ledakan supernova tertentu di galaksi-galaksi yang jauh menghitung bahwa perluasan alam semesta—yang dipicu oleh Big Bang—tidak melambat karena tarikan gravitasi seperti yang diharapkan, tetapi justru bertambah cepat.
Kebingungan para kosmolog segera berubah menjadi teori konsensus di mana materi normal dan materi gelap dingin (CDM) yang tak terlihat, yang secara gravitasi menarik materi normal ke dalam galaksi dan menyatukannya, disatukan oleh energi latar belakang yang memberikan semua ruang tambahan kelenturan yang mendorong melawan gravitasi.
Ketika dimasukkan ke dalam teori gravitasi Albert Einstein, relativitas umum, “energi gelap” ini diwakili oleh angka tambahan, yang dijuluki lambda dan lebih dikenal sebagai konstanta kosmologi.
Model kosmologi yang dihasilkan, yang dikenal sebagai lambda-CDM, terbukti sangat tangguh: Berbagai pengukuran laju ekspansi kosmik di berbagai titik dalam sejarah alam semesta semuanya sesuai dengan prediksi, dalam batas kesalahan pengukuran.
Minggu ini, Teleskop Kosmologi Atacama (ACT), instrumen dengan panjang gelombang milimeter di Chili yang mempelajari gema tampak paling awal dari Big Bang—latar belakang gelombang mikro kosmik, atau CMB—merilis set data akhirnya.
“Kami tidak melihat bukti penyimpangan dari lambda-CDM,” kata Jo Dunkley dari Universitas Princeton, yang mengepalai analisis ACT.
Namun, banyak kosmolog tidak menyukai teori tersebut. Konstanta kosmologi, yang merupakan faktor yang tidak pasti, tidak memberikan penjelasan fisik untuk percepatan ekspansi.
DESI adalah yang pertama dalam generasi baru instrumen yang berupaya mengukur laju ekspansi dengan akurasi dan presisi yang lebih tinggi untuk mencari penyimpangan.
Dengan menganalisis cahaya redup dari jutaan galaksi dengan spektrograf robotik yang terpasang pada teleskop berbasis darat, DESI dapat menghitung jaraknya untuk membuat peta 3D yang luas yang mencakup sebagian besar sejarah alam semesta.
Peta itu dapat mengungkap riak dalam distribusi galaksi, yang dikenal sebagai osilasi akustik barion (BAO), yang berasal dari gelombang suara yang bergema melalui alam semesta awal ketika masih berupa sup partikel purba. Saat ruang mengembang, riak-riak itu tumbuh, mengikuti laju ekspansi.
Data tahun pertama DESI, yang dirilis tahun lalu, mengisyaratkan beberapa variasi dalam energi gelap. Sekarang, dalam serangkaian presentasi pada pertemuan American Physical Society minggu ini dan pracetak yang diunggah daring, para peneliti DESI merinci data selama 3 tahun.
Jika diambil sendiri, hasil BAO DESI sesuai dengan lambda-CDM—tetapi itu hanya mencakup tahun-tahun tengah sejarah kosmik. Ketika tim DESI menambahkan kumpulan data yang mencakup zaman lain, termasuk CMB, supernova, dan ukuran pengelompokan galaksi serta pengelompokan materi gelap, ia melihat sesuatu yang berbeda: energi gelap yang telah berubah seiring waktu.
Energi gelap dijelaskan oleh parameter w, rasio tekanan terhadap kepadatan energinya. Lambda-CDM memberikan w nilai yang tepat dan konstan sebesar –1. Namun, analisis gabungan DESI menunjukkan w lebih rendah dari –1,4 di masa lalu, yang perlahan meningkat menjadi sekitar –0,8 saat ini.
Bahkan dengan data tambahan selama dua tahun, hasil DESI tidak memiliki kepastian statistik yang dibutuhkan fisikawan untuk mengklaim sebuah penemuan.
Namun, tim DESI mencatat bahwa data BAO, jika digabungkan dengan setiap set data alternatif secara individual, selalu mengarah ke arah yang sama. “Itu benar-benar memperkuat argumen bahwa sesuatu yang sangat menarik sedang terjadi,” kata Alexie Leauthaud-Harnett dari University of California Santa Cruz, salah satu juru bicara DESI.
Bahkan para ahli teori yang terbuka terhadap energi gelap yang berubah seiring waktu akan mempertanyakan gagasan w kurang dari –1 karena alternatif yang paling banyak dipelajari untuk konstanta kosmologi, yang dikenal sebagai quintessence, mengusulkan medan gaya fundamental yang berubah seiring waktu tetapi selalu mempertahankan nilai w lebih besar dari –1.
Model yang nilainya lebih rendah dari –1 secara gelap disebut sebagai energi gelap hantu. “Banyak ahli teori akan menganggap ini sangat sulit,” kata anggota tim DESI Seshadri Nadathur dari Universitas Portsmouth. “Namun, mudah-mudahan mereka akan yakin dengan bukti yang kami berikan.”
Jain berharap para ahli teori akan berubah pikiran. “Dugaan saya, komunitas akan mengubah kerangka kerja. … Data tersebut benar-benar memberi tahu kita bahwa kita salah dalam berpikir.”
Yang lain memilih untuk menunggu dan melihat, karena masih ada data DESI selama 2 tahun lagi yang harus dianalisis dan instrumen lain yang menargetkan energi gelap akan segera memberikan pendapatnya, termasuk teleskop luar angkasa Euclid milik Eropa, Observatorium Vera C. Rubin—teleskop yang didanai AS di Chili yang akan mulai bekerja tahun depan—dan Teleskop Nancy Grace Roman milik NASA yang akan diluncurkan pada tahun 2027.
Namun, DESI kini mendapatkan dukungan: Upaya lain yang disebut Survei Energi Gelap (DES), yang dilakukan oleh teleskop di Chili, mengumumkan dalam pracetak yang diunggah daring awal bulan ini bahwa mereka telah sampai pada kesimpulan serupa.
DES mengukur energi gelap dengan berbagai cara; hasil terbarunya menggunakan BAO dan supernova. Ketika digabungkan dengan data CMB, tim DES juga mengamati penyimpangan dari lambda-CDM.
Meskipun hasil ini juga tidak konklusif, fakta bahwa hasil ini menyerupai hasil DESI memberikan kepercayaan pada gagasan bahwa kedua tim melihat sesuatu yang nyata.
Seperti yang terjadi, hasil DESI “menggiurkan, dan memberi kita dorongan untuk menindaklanjuti cara-cara independen lain untuk membatasi energi gelap yang berevolusi,” kata astrofisikawan teoretis Priyamvada Natarajan dari Universitas Yale.
Apa pun yang terjadi, Leauthaud-Harnett menambahkan, “Ini akan menjadi dekade yang hebat untuk menjadi ahli teori energi gelap.”
SUMBER : SCIENCE.ORG
Saya seorang Wartawan di DETIKEPRI.COM yang dilindungi oleh Perusahaan Pers bernama PT. Sang Penulis Melayu, dan mendedikasikan untuk membuat sebuah produk berita yang seimbang sesuai kaidah Jurnalistik dan sesuai Etik Jurnalistik yang berdasarkan Undang-Undang Pers.
