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 studi yang digelar baru-baru ini, energi gelap tampaknya memakan materi gelap saat keduanya berinteraksi, yang pada gilirannya memperlambat pertumbuhan galaksi dan menjadikan alam semesta sebagai sebuah tempat yang hampir hampa. Bisa jadi materi gelap meluruh menjadi energi gelap, tapi kita belum bisa memastikannya. Satelit Planck besutan ESA telah memberikan informasi tentang komposisi fisik kosmos: 4,9% materi normal (termasuk kita), 25,9% materi gelap dan 69,2% energi gelap. Kita tidak dapat melihat materi gelap atau energi gelap secara langsung.

Tidak ada istilah untuk dapat dipahami secara lebih baik, bahkan di komunitas ilmiah sekalipun. Mereka cenderung istilah ambigu untuk menggambarkan sesuatu yang diyakini eksis, tapi belum bisa dijelaskan. Jadi sampai kita mengungkap mereka seutuhnya, kedua istilah ini akan terus digunakan. Materi gelap menarik, sedangkan energi gelap mendorong. Materi gelap adalah tulang punggung atau kerangka sebagai tempat galaksi dan seluruh isinya dibangun. Gaya gravitasi materi gelap diyakini menahan bintang untuk tetap berada di dalam galaksi.

Di sisi lain, energi gelap menggambarkan gaya yang bertanggung jawab atas ekspansi alam semesta yang mendorong galaksi-galaksi jauh untuk menjauh dari kita. Jadi, seiring energi gelap yang mendorong galaksi untuk saling menjauh, gaya gravitasi semakin melemah di alam semesta. Fenomena ini menunjukkan laju ekspansi ruang yang semakin cepat, dan tidak melambat karena efek gaya gravitasi seperti yang diyakini sebelumnya.

“Sejak akhir tahun 1990-an, para astronom menduga ada gaya yang menyebakan peningkatan laju ekspansi alam semesta,” jelas Profesor David Wands dari Universitas Portsmouth. “Penjelasan paling sederhana, ruang itu vakum dan memiliki kepadatan energi sebagai konstanta kosmologis. Namun, model sederhana tersebut tidak dapat menjelaskan secara lengkap data yang dikumpulkan oleh para astronom, khususnya laju 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 normal (seperti kita) tidak ditelan oleh energi gelap.

2. Materi Gelap mungkin Menyebabkan Riak di Cakram Galaksi

Saat menatap langit, kita dulu hanya dapat melihat bintang yang terletak sekitar 50.000 tahun cahaya dari pusat galaksi Bima Sakti. Jadi kita pernah menganggap itulah ujung Bima Sakti. Saat itu kita belum bisa melihat objek kosmik signifikan yang terletak sekitar 15.000 tahun cahaya di luar batas tersebut, yaitu Cincin Bintang Monoceros yang melintang di atas bidang Bima Sakti. Beberapa ilmuwan menduga mereka adalah bintang yang berasal dari galaksi lain. Namun, analisis data terbaru dari Sloan Digital Sky Survey mengungkap asal usul Cincin Monoceros yang dari semula adalah bagian dari galaksi kita.

Berarti Bima Sakti setidaknya 50% lebih besar dari yang pernah kita duga, sekaligus meningkatkan diameter galaksi kita dari sekitar 100.000-120.000 tahun cahaya ke 150.000-180.000 tahun cahaya. 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, gelombang menghalangi pandangan kita di luar lautan, kecuali sebagian gelombang yang lebih tinggi. Jadi, meskipun sebagian pandangan kita terhalang oleh struktur galaksi, kita dapat melihat Cincin Monoceros seperti melihat puncak gelombang yang lebih tinggi.

Penemuan ini mengubah pemahaman kita tentang bagaimana Bima Sakti terbentuk. “Intinya, cakram Bima Sakti bukanlah cakram bintang bidang datar, namun bergelombang,” kata Heidi Newberg dari Rensselaer School of Science. “Kami mengamati setidaknya empat riak di cakram Bima Sakti. Meskipun kita hanya bisa melihat satu bagian cakram galaksi dengan data ini, kita berasumsi pola serupa ada di seluruh cakram.”

“Seperti riak-riak air yang muncul setelah sebuah batu dilemparkan ke dalam kolam, riak-riak di galaksi kita mungkin disebabkan oleh gumpalan materi gelap atau sebuah galaksi katai yang memotong cakram Bima Sakti. Jika memang benar, riak-riak ini akan memberikan para ilmuwan sebuah cara untuk menganalisis distribusi materi gelap di Bima Sakti.

1. Fitur Khas Sinar Gamma

Sampai saat ini, satu-satunya cara untuk mendeteksi materi gelap adalah dengan mengamati efek gravitasinya terhadap objek kosmik lainnya. Namun, para ilmuwan yakin sinar gamma berpotensi menjadi sinyal yang mengarahkan kita untuk menemukan materi gelap tak kasat mata yang bersembunyi di alam semesta. Selama penelitian, para ilmuwan mengklaim telah menemukan fitur khas pertama sinar gamma dari Reticulum 2, sebuah galaksi katai yang mengorbit Bima Sakti.

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

Para ilmuwan menduga sebagian besar galaksi katai hanya memiliki sedikit sumber sinar gamma selain materi gelap, mengingat materi gelap bahkan dapat mendominasi komposisi galaksi katai hingga 99%. Itulah sebabnya para fisikawan dari Universitas Carnegie Mellon, Universitas Brown, dan Universitas Cambridge sangat berantusias terkait penemuan sinar gamma yang berasal dari Reticulum 2.

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

Tentu saja, mungkin ada sumber sinar gamma lainnya di galaksi-galaksi katai yang belum diidentifikasi. Namun, penemuan sembilan galaksi katai baru satelit Bima Sakti mungkin memberikan para ilmuwan kesempatan untuk lebih mengeksplorasi teori deteksi selain gaya gravitasi materi gelap.

Ditulis oleh: Heather Ramsey, listverse.com

Sumber: 10 Ways Dark Matter Could Explain The Universe

#terimakasihgoogle