Apa itu Konstanta Kosmologis?

Albert Einstein saat sedang menulis di sebuah papan tulis.

 
Digagas pertama kali oleh fisikawan terkemuka Albert Einstein pada tahun 1917, konstanta kosmologis yang biasanya dilambangkan dengan huruf Yunani “lambda” (Λ), merupakan perbaikan matematis untuk teori Relativitas Umum. Dalam bentuknya yang paling sederhana, Relativitas Umum memprediksi alam semesta yang seharusnya mengembang atau menyusut. Karena menganggap alam semesta itu statis, Einstein menambahkan ketentuan baru ini untuk mengimbangi ekspansi alam semesta.
 
Pakar matematika Rusia Alexander Friedmann kemudian menyadari bahwa upaya Einstein untuk menghentikan ekspansi alam semesta menggunakan konstata kosmologis adalah perbaikan matematis yang tidak stabil, layaknya menyeimbangkan pensil pada ujungnya. Friedmann lalu menggagas model alam semesta mengembang yang kini disebut sebagai teori Big Bang.
 
Ketika astronom Amerika Edwin Hubble mengungkap fakta tentang ekspansi alam semesta melalui studi galaksi-galaksi terdekat, Einstein menyesal telah memodifikasi teorinya yang elegan dan memandang ketentuan konstanta kosmologis sebagai “kesalahan terbesar” dalam karirnya.
 
Namun, banyak kosmolog yang menyarankan agar ketentuan konstanta kosmologis dihidupkan kembali atas dasar teoretis. Teori medan modern mengaitkan ketentuan ini dengan kerapatan energi pada ruang hampa. Dibutuhkan fisika baru agar kerapatan energi pada ruang hampa dapat dibandingkan dengan wujud materi lain di alam semesta, yaitu penambahan ketentuan konstanta kosmologis yang memiliki implikasi mendalam bagi fisika partikel dan pemahaman kita tentang gaya fundamental alam.
 
Daya tarik utama dari ketentuan konstanta kosmologis adalah secara signifikan meningkatkan kesesuaian antara teori dan observasi. Contoh paling spektakuler dari hal ini adalah upaya sains terbaru untuk mengukur perubahan ekspansi alam semesta dalam beberapa miliar tahun terakhir. Secara umum, tarikan gravitasi dari materi di alam semesta telah memperlambat ekspansi setelah Big Bang. Para astronom modern kini lebih mudah mengamati fenomena langka bintang sangat terang yang disebut supernova untuk mengukur perlambatan ekspansi secara universal selama beberapa miliar tahun terakhir.
 
Yang mengejutkan, hasil pengamatan supernova justru mengungkap peningkatan laju ekspansi secara universal, sekaligus meningkatkan kemungkinan bahwa alam semesta mengandung wujud materi atau energi aneh yang pada dasarnya menolak gravitasi. Konstanta kosmologis adalah contoh dari jenis energi ini. Jadi masih banyak misteri yang harus dijelaskan.
 
Terdapat beberapa observasi lain yang mengindikasikan pentingnya konstanta kosmologis. Misalnya, jika hari ini konstanta kosmologis terdiri dari sebagian besar kerapatan energi alam semesta, maka ekstrapolasi usia alam semesta akan jauh lebih tua daripada tanpa konstanta kosmologis, sekaligus membantu untuk menghindari ekstrapolasi usia alam semesta yang lebih muda daripada usia beberapa bintang tertua yang kita amati!
 
Jika ditambahkan ke model standar teori Big Bang, ketentuan konstanta kosmologis berpotensi mengarah ke model yang cenderung konsisten dengan pengamatan distribusi galaksi dan gugus galaksi dalam skala besar, dengan pengukuran WMAP tentang fluktuasi latar belakang gelombang mikro kosmik, dan dengan sifat-sifat gugus yang diamati dalam spektrum sinar-X.
 
WMAP dan Konstanta Kosmologis
 
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) adalah sebuah misi Explorer NASA yang diluncurkan pada bulan Juni 2001 untuk melakukan pengukuran dasar kosmologi (studi tentang sifat alam semesta secara keseluruhan). Misi WMAP dianggap sangat berhasil dan telah menghasilkan Model Standar Kosmologi baru.
 
Dengan mengkarakterisasi struktur fluktuasi latar belakang gelombang mikro kosmik secara mendetail, WMAP mampu menentukan parameter dasar kosmologis dengan akurat, termasuk konstanta kosmologis, hingga 1% lebih baik (per tahun 2013).
 
Ditulis oleh: Staf wmap.gsfc.nasa.gov
 
Sumber: What is a Cosmological Constant?
 
#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa