Salah satu misteri terbesar dalam sains—energi gelap—sebenarnya tidak ada, menurut para peneliti yang ingin memecahkan teka-teki tentang bagaimana alam semesta mengembang.
(Gambar ilustrasi dibuat oleh AI/Pikaso/Freepik)- Energi gelap mungkin tidak diperlukan untuk menjelaskan ekspansi alam semesta.
- Ekspansi alam semesta tidak seragam dan lebih "bergelombang".
- Model "timescape" menawarkan alternatif untuk energi gelap dan lebih sesuai dengan data observasi.
- Perbedaan waktu dan jarak karena gravitasi mempengaruhi ekspansi.
ngarahNyaho - Selama 100 tahun terakhir, fisikawan secara umum berasumsi bahwa kosmos tumbuh secara merata ke segala arah. Dan, energi gelap punya peranan besar di sini.
Para ilmuwan menggunakan konsep energi gelap sebagai pengganti untuk menjelaskan fisika yang tidak diketahui yang tidak dapat mereka pahami, tetapi teori yang kontroversial itu selalu memiliki masalah.
Namun kini, tim fisikawan dan astronom di Universitas Canterbury di Christchurch, Selandia Baru menantang status quo.
Mereka menggunakan analisis kurva cahaya supernova yang lebih baik untuk menunjukkan bahwa alam semesta mengembang dengan cara yang lebih bervariasi dan "lebih bergelombang".
Bukti baru mendukung model "timescape" dari ekspansi kosmik, yang tidak memerlukan energi gelap.
Menurut model tersebut, perbedaan dalam peregangan cahaya bukanlah hasil dari alam semesta yang semakin cepat, melainkan konsekuensi dari cara kita mengkalibrasi waktu dan jarak.
Model ini memperhitungkan bahwa gravitasi memperlambat waktu, sehingga jam ideal di ruang hampa berdetak lebih cepat daripada di dalam galaksi.
Sekilas sejarah alam semesta. Kosmos mulai mengembang dengan Big Bang, tetapi kemudian sekitar 10 miliar tahun kemudian secara aneh mulai berakselerasi berkat fenomena teoretis yang disebut energi gelap. (Grafis: NASA via Phys)Model ini menunjukkan bahwa jam di Bima Sakti akan sekitar 35 persen lebih lambat daripada jam yang sama pada posisi rata-rata di ruang hampa kosmik yang besar, yang berarti miliaran tahun lagi akan berlalu di ruang hampa.
Hal ini pada gilirannya akan memungkinkan ekspansi ruang yang lebih besar, sehingga tampak seperti ekspansi semakin cepat ketika ruang hampa yang begitu luas tumbuh mendominasi alam semesta.
"Temuan kami menunjukkan bahwa kita tidak memerlukan energi gelap untuk menjelaskan mengapa alam semesta tampak mengembang dengan laju yang semakin cepat."
Demikian Profesor David Wiltshire, yang memimpin penelitian tersebut, katakan seperti dikutip dari Phys.
Menurut dia, energi gelap adalah kesalahan identifikasi variasi energi kinetik ekspansi, yang tidak seragam di alam semesta yang bergelombang seperti tempat kita tinggal saat ini.
"Penelitian ini memberikan bukti kuat yang dapat menjawab beberapa pertanyaan utama seputar keanehan kosmos kita yang mengembang. Dengan data baru, misteri terbesar alam semesta dapat terpecahkan pada akhir dekade ini," kata Wiltshire.
Energi gelap umumnya dianggap sebagai gaya antigravitasi lemah yang bekerja secara independen dari materi dan membentuk sekitar dua pertiga dari kepadatan massa-energi alam semesta.
Model standar Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) alam semesta membutuhkan energi gelap untuk menjelaskan percepatan yang diamati dalam laju ekspansi kosmos.
Para ilmuwan mendasarkan kesimpulan ini pada pengukuran jarak ledakan supernova di galaksi-galaksi yang jauh, yang tampak lebih jauh dari yang seharusnya jika perluasan alam semesta tidak mengalami percepatan.
Namun, laju perluasan alam semesta saat ini semakin dipertanyakan oleh pengamatan baru.
Pertama, bukti dari sisa-sisa Big Bang—yang dikenal sebagai Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik (CMB)—menunjukkan perluasan alam semesta awal bertentangan dengan perluasan saat ini, sebuah anomali yang dikenal sebagai "ketegangan Hubble."
Selain itu, analisis terbaru dari data presisi tinggi baru oleh Dark Energy Spectroscopy Instrument (DESI) menemukan, model ΛCDM tidak sesuai dengan model di mana energi gelap "berevolusi" dari waktu ke waktu, alih-alih tetap konstan.
Ketegangan Hubble dan kejutan yang diungkapkan oleh DESI sulit dipecahkan dalam model yang menggunakan hukum perluasan kosmik berusia 100 tahun yang disederhanakan—persamaan Friedmann.
Ini mengasumsikan bahwa, rata-rata, alam semesta mengembang secara seragam—seolah-olah semua struktur kosmik dapat diblender untuk membuat sup tanpa fitur, tanpa struktur yang rumit.
Akan tetapi, alam semesta saat ini sebenarnya mengandung jaringan kosmik kompleks gugusan galaksi dalam lembaran dan filamen yang mengelilingi dan menjalar ke dalam rongga kosong yang luas.
"Kita sekarang memiliki begitu banyak data sehingga pada abad ke-21 kita akhirnya dapat menjawab pertanyaan—bagaimana dan mengapa hukum ekspansi rata-rata sederhana muncul dari kompleksitas?
"Hukum ekspansi sederhana yang konsisten dengan relativitas umum Einstein tidak harus mematuhi persamaan Friedmann," kata Profesor Wiltshire menambahkan.
Para peneliti mengatakan bahwa satelit Euclid milik Badan Antariksa Eropa, yang diluncurkan pada Juli 2023, memiliki kekuatan untuk menguji dan membedakan persamaan Friedmann dari alternatif bentang waktu.
Namun, ini akan membutuhkan setidaknya 1.000 pengamatan supernova berkualitas tinggi yang independen.
Ketika model bentang waktu yang diusulkan terakhir kali diuji pada tahun 2017, analisis menunjukkan bahwa model itu hanya sedikit lebih cocok daripada ΛCDM sebagai penjelasan untuk ekspansi kosmik.
Sebab itulah tim Christchurch bekerja sama erat dengan tim kolaborasi Pantheon+ yang telah dengan susah payah menghasilkan katalog 1.535 supernova yang berbeda.
Mereka mengatakan data baru sekarang memberikan "bukti yang sangat kuat" untuk bentang waktu. Ini mungkin juga menunjukkan resolusi yang meyakinkan dari Ketegangan Hubble dan anomali lain yang terkait dengan perluasan alam semesta.
Pengamatan lebih lanjut dari Euclid dan Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman diperlukan untuk memperkuat dukungan bagi model bentang waktu, kata para peneliti.
Tentu saja, dengan perlombaan sekarang untuk menggunakan kekayaan data baru ini guna mengungkap sifat sebenarnya dari perluasan kosmik dan energi gelap.
Analisis para astronom dan fisikawan dari Selandia Baru itu telah dipublikasikan dalam jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. |
Sumber: Phys
إرسال تعليق