SiarKota.Com | Selandia Baru—Para ilmuwan yang berusaha memecahkan teka-teki bagaimana alam semesta mengembang menyatakan bahwa energi gelap sebenarnya tidak ada.
Selama 100 tahun terakhir, para fisikawan umumnya berasumsi bahwa alam semesta mengembang dengan kecepatan yang sama ke segala arah. Mereka menggunakan konsep energi gelap untuk menjelaskan fenomena fisika yang tidak mereka pahami. Namun, teori yang diperdebatkan ini selalu memiliki masalah.
Kini tim fisikawan dan astronom di University of Canterbury, Christchurch, Selandia Baru, menantang status quo dengan menggunakan analisis yang lebih baik. Mereka menganalisis kurva cahaya supernova untuk menunjukkan bahwa alam semesta memuai dengan cara yang lebih bervariasi dan “lebih kental”.
Bukti baru ini mendukung model “bentang waktu” ekspansi kosmik, yang tidak membutuhkan energi gelap. Perbedaan peregangan cahaya bukanlah hasil dari alam semesta yang berakselerasi, melainkan akibat dari cara kita mengalibrasi waktu dan jarak.
Model ini memperhitungkan bahwa gravitasi memperlambat waktu, sehingga sebuah jam ideal di ruang hampa akan berdetak lebih cepat daripada di dalam galaksi.
Model ini menunjukkan bahwa jam di Bimasakti akan berdetak sekitar 35 persen lebih lambat daripada jam yang sama pada posisi rata-rata di ruang hampa kosmik yang luas, yang berarti miliaran tahun lebih banyak waktu yang telah berlalu di ruang hampa. Pada gilirannya peristiwa ini memungkinkan terjadinya perluasan ruang angkasa yang lebih besar, sehingga pemuaiannya menjadi lebih cepat ketika ruang hampa yang sangat luas itu tumbuh dan mendominasi alam semesta.
Profesor David Wiltshire, yang memimpin penelitian ini, mengatakan: “Temuan kami menunjukkan bahwa kita tidak membutuhkan energi gelap untuk menjelaskan mengapa alam semesta tampak memuai dengan laju yang semakin cepat.
“Energi gelap merupakan kesalahan identifikasi variasi energi kinetik pemuaian yang tidak seragam di alam semesta, yang sama padatnya dengan alam semesta yang kita tinggali saat ini.”
Dia menambahkan: “Penelitian ini memberikan bukti kuat yang dapat menjawab beberapa pertanyaan kunci seputar kebiasaan alam semesta yang mengembang.
“Dengan data baru, misteri terbesar alam semesta bisa dipecahkan pada akhir dekade ini.”
Analisis baru ini telah dipublikasikan di jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
Energi gelap umumnya dianggap sebagai gaya anti gravitasi yang lemah, yang bekerja secara independen dari materi dan membentuk sekitar dua pertiga kerapatan massa-energi alam semesta.
Model standar Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) alam semesta membutuhkan energi gelap untuk menjelaskan akselerasi yang teramati dalam laju pemuaian alam semesta.
Para ilmuwan mendasarkan kesimpulan ini pada pengukuran jarak ledakan supernova di galaksi-galaksi jauh, yang tampak lebih jauh daripada jarak yang seharusnya jika pemuaian alam semesta tidak mengalami percepatan.
Akan tetapi, laju pemuaian alam semesta saat ini semakin ditantang oleh hasil-hasil pengamatan baru.
Pertama, bukti dari sisa-sisa Dentuman Besar (Big Bang), yang dikenal sebagai Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmis (Cosmic Microwave Background/CMB), menunjukkan bahwa pemuaian alam semesta pada masa awal tidak sesuai dengan pemuaian yang terjadi saat ini, sebuah anomali yang dikenal dengan sebutan “Tegangan Hubble”.
Selain itu, analisis terbaru dari data presisi tinggi oleh Instrumen Spektroskopi Energi Gelap (DESI) menemukan bahwa model ΛCDM tidak cocok dengan model-model lain yang menyatakan bahwa energi gelap “berevolusi” dari waktu ke waktu, dan bukannya konstan.
Baik Tegangan Hubble maupun kejutan yang diungkap oleh DESI sulit untuk diselesaikan dalam model yang menggunakan hukum ekspansi kosmik berusia 100 tahun yang disederhanakan, yaitu persamaan Friedmann.
Persamaan ini mengasumsikan bahwa alam semesta memuai secara seragam, seakan-akan semua struktur kosmik bisa dimasukkan ke dalam blender dan menghasilkan sup yang tidak memiliki ciri khas, tanpa struktur yang rumit.
Namun, alam semesta saat ini sebenarnya berisi jaringan kosmik yang kompleks yang terdiri dari gugus-gugus galaksi dalam bentuk lembaran-lembaran dan filamen-filamen yang mengelilingi dan menyambungkan ruang-ruang kosong yang sangat luas.
Profesor Wiltshire menambahkan: “Kita sekarang memiliki begitu banyak data sehingga di abad ke-21 ini kita akhirnya bisa menjawab pertanyaan: Bagaimana dan mengapa hukum pemuaian rata-rata yang sederhana bisa muncul dari kerumitan?
“Hukum pemuaian sederhana yang konsisten dengan relativitas umum Einstein tidak harus mematuhi persamaan Friedmann.”
Para peneliti mengatakan bahwa satelit Euclid milik Badan Antariksa Eropa (European Space Agency), yang diluncurkan pada bulan Juli 2023, memiliki kemampuan untuk menguji dan membedakan persamaan Friedmann dari alternatif bentang waktu. Namun, pengujian ini 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 ini hanya sedikit lebih baik daripada ΛCDM sebagai penjelasan untuk ekspansi kosmik, sehingga tim Christchurch bekerja sama dengan tim kolaborasi Pantheon+ yang dengan susah payah membuat katalog 1.535 supernova yang berbeda.
Mereka mengatakan bahwa data baru ini memberikan “bukti yang sangat kuat” untuk bentang waktu. Data ini juga bisa menjadi petunjuk untuk resolusi yang menarik dari ketegangan Hubble dan anomali-anomali lain yang berkaitan dengan perluasan alam semesta.
Pengamatan lebih lanjut dari Euclid dan Teleskop Antariksa Nancy Grace Roman diperlukan untuk memperkuat dukungan bagi model bentang waktu, kata para peneliti, dengan perlombaan untuk menggunakan data baru yang sangat banyak ini untuk mengungkap hakikat pemuaian kosmik dan energi gelap.
