Posted in WikiPAWK

Energi Gelap dan Materi Gelap

Pada awal 1990, suatu yang cukup diyakini adalah mengenai perluasan alam semesta. Alam semesta mungkin memiliki kepadatan energi yang cukup besar untuk menghentikan ekspansi dan menciut kembali, atau mungkin memiliki kepadatan energi yang kecil sehingga tidak akan pernah berhenti berkembang, tapi gravitasi tertentu diyakini memperlambat ekspansi seiring dengan berjalannya waktu. Memang, perlambatan belum diamati, tapi, secara teoritis, alam semesta ini harus melambat.

Alam semesta dipenuhi dengan materi dan gaya tarik gravitasi menarik semua materi secara bersamaan. Kemudian tahun 1998, menggunakan Hubble Space Telescope (HST), pengamatan supernova yang sangat jauh menunjukkan bahwa, dahulu kala alam semesta sesungguhnya berkembang lebih lambat dari saat ini. Jadi perluasan alam semesta belum melambat karena gravitasi, seperti yang semua orang pikir. Perluasan alam semesta telah dan sedang mempercepat. Tidak ada yang menyangka hal ini, tak seorang pun tahu bagaimana menjelaskannya. Tetapi yang jelas, sesuatu menyebabkan itu terjadi.

Akhirnya teori datang dengan tiga macam penjelasan. Mungkin itu adalah hasil dari versi lama dibuang teori gravitasi Einstein, salah satu yang didalamnya terdapat apa yang disebut “konstanta kosmologi.” Mungkin ada semacam energi cair aneh yang mengisi ruang angkasa. Mungkin ada sesuatu yang salah dengan teori gravitasi Einstein dan teori baru bisa mencakup beberapa jenis bidang yang menciptakan percepatan kosmik. Teoritikus masih tidak tahu apa penjelasan yang benar, tetapi mereka telah memberikan solusi nama. Hal ini disebut energi gelap.


Apa Itu Energi Gelap?

Diagram ini menyatakan perubahan dalam tingkat perluasan sejak alam semesta lahir 15 miliar tahun lalu. Semakin datar kurva, semakin cepat tingkat perluasan. Perubahan kurva tampak sekitar 7,5 miliar tahun lalu, ketika objek-objek di alam semesta mulai bergerak saling menjauh sebagaimana tingkat yang semakin cepat. Para astronom berteori bahwa tingkat ekspansi lebih cepat adalah karena kekuatan gelap misterius yang menarik galaksi saling menjauh
Diagram ini menyatakan perubahan dalam tingkat perluasan sejak alam semesta lahir 15 miliar tahun lalu. Semakin datar kurva, semakin cepat tingkat perluasan. Perubahan kurva tampak sekitar 7,5 miliar tahun lalu, ketika objek-objek di alam semesta mulai bergerak saling menjauh sebagaimana tingkat yang semakin cepat. Para astronom berteori bahwa tingkat ekspansi lebih cepat adalah karena kekuatan gelap misterius yang menarik galaksi saling menjauh

Lebih tidak diketahui dari pada yang diketahui. Kita tahu berapa banyak energi gelap ada karena kita tahu bagaimana hal itu mempengaruhi ekspansi alam semesta. Selain itu, ekspansi alam semesta adalah misteri. Tapi itu adalah sebuah misteri yang penting. Ternyata sekitar 68% dari alam semesta adalah energi gelap dan materi gelap menempati sekitar 27%. Sisanya segala sesuatu di bumi semuanya sudah pernah diamati dengan semua instrumen kami, semua materi normal menambahkan  kurang dari 5% dari alam semesta. Kalau dipikir-pikir, mungkin itu tidak boleh disebut “normal materi” sama sekali, karena itu hanya sebagian kecil dari alam semesta.

Satu penjelasan untuk energi gelap adalah bahwa itu adalah properti ruang. Albert Einstein adalah orang pertama yang menyadari bahwa ruang kosong sesungguhnya tidak kosong. Ruang memiliki sifat-sifat yang menakjubkan dan banyak yang baru mulai dipahami. Sifat pertama yang Einstein temukan adalah bahwa adalah mungkin untuk lebih banyak ruang yang akan terbentuk. Kemudian satu versi teori gravitasi Einstein, versi yang berisi konstanta kosmologi, membuat prediksi kedua: “ruang kosong” dapat memiliki energi sendiri. Karena energi ini adalah sifat ruang itu sendiri, energi ini tidak akan diencerkan pada saat ruang mengalami perluasan (ruang berkembang). Sebagaimana keberadaan ruang yang semakin banyak, semakin banyak pula energi-ruang akan muncul. Akibatnya, bentuk energi ini akan menyebabkan alam semesta berkembang semakin lama semakin cepat. Sayangnya, tidak ada yang mengerti mengapa konstanta kosmologi harus ada, kurang lebih mengapa hal itu bisa memiliki nilai yang sangat tepat yang menyebabkan teramatinya percepatan alam semesta.

Penjelasan lain mengenai bagaimana ruang mendapatkan energi datang dari teori kuantum tentang materi. Dalam teori ini, “ruang kosong” sesungguhnya penuh dengan partikel sementara (virtual) yang secara terus-menerus membentuk dan kemudian menghilang. Tetapi ketika fisikawan mencoba menghitung berapa banyak energi ini akan memberi ruang kosong, jawaban yang muncul selalu salah. Angka yang keluar terlalu besar 10120. itu adalah angka 1 dengan 120 nol dibelakangnya. Sulit rasanya mendapatkan sebuah jawaban yang buruk. Sehingga misteri mengalir terus.

Penjelasan lain untuk energi gelap adalah bahwa energi gelap itu merupakan jenis baru dari fluida atau medan energi dinamis, sesuatu yang mengisi semua ruang. Tetapi “sesuatu yang berpengaruh pada perluasan alam semesta” adalah kebalikan dari materi dan energi normal. Beberapa teoriawan fisika telah menamainya ” quintessence (intisari)”, setelah unsur kelima dari filsuf Yunani. Tapi, jika intisari adalah jawabannya, kami masih belum tahu seperti apa itu, berinteraksi dengan apa, atau mengapa itu ada. Sehingga misteri terus berlanjut.

Kemungkinan terakhir adalah bahwa teori gravitasi Einstein tidak benar. Itu tidak hanya akan mempengaruhi perluasan alam semesta, tetapi juga akan mempengaruhi cara materi normal di galaksi dan gugusan galaksi berperilaku. Fakta ini akan menyediakan cara untuk memutuskan apakah solusi untuk masalah energi gelap adalah teori gravitasi baru atau bukan: kita bisa mengamati bagaimana galaksi terbentuk bersama dalam kelompok-kelompok. Tetapi jika memang ternyata teori gravitasi baru yang dibutuhkan, teori seperti apa itu? Bagaimana itu bisa menggambarkan gerak tubuh dalam Tata Surya, sebagaimana yang teori Einstein lakukan, dan masih memberi kita prediksi yang berbeda mengenai alam semesta yang kita butuhkan? Ada calon teori baru, tapi tidak ada yang menarik. Jadi misteri berlanjut.

Hal yang diperlukan untuk menentukan antara kemungkinan-kemungkinan tentang energi gelap – sifat ruang, fluida dinamis baru, atau sebuah teori gravitasi baru – adalah data yang lebih banyak, data yang lebih baik.

**to be continued..

Baca Selanjutnya


Terjemahan dari

http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy/

Penulis:

Organisasi mahasiswa program studi Pendidikan Fisika FKIP Universitas Tanjungpura, Pontianak, Kalbar.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s