'Hasil yang benar-benar memalukan': Kita masih belum mengetahui apa pun tentang 95% alam semesta
Dalam kutipan dari “Materi: Ilusi yang Luar Biasa” (Polity, 2025, diterjemahkan oleh Edward Williams), penulis dan fisikawan Guido Tonelli menyelidiki penemuan energi gelap, dan berbagai upaya untuk menjelaskan fenomena aneh ini yang tampaknya mendorong perluasan alam semesta yang semakin meningkat.
Penemuan energi gelap merupakan kejutan nyata bagi semua orang, termasuk mereka yang mengerjakannya. Ketika hal ini terjadi pada tahun 1998, para astronom yang pertama kali menemukan data mengejutkan tersebut tidak dapat mempercayai apa yang mereka lihat. Namun hasilnya tidak diragukan lagi.
Kecepatan perluasan alam semesta tidaklah konstan; sebaliknya, selama beberapa waktu belakangan ini telah meningkat secara signifikan. Segalanya menjauh dari segalanya dengan ritme yang semakin hingar bingar.
Apa yang dilihat para ilmuwan bertentangan dengan apa yang mereka harapkan; gagasan tentang percepatan perluasan alam semesta berlawanan dengan intuisi. Semua orang mengira bahwa gaya tarik gravitasi akan secara perlahan mengurangi kecepatan pemuaian ruang-waktu, padahal yang terjadi justru sebaliknya.
Selama bertahun-tahun, berbagai tim ilmuwan mencoba memahami apakah data yang ditunjukkan itu nyata atau justru ada kesalahan dalam pengukuran. Pada akhirnya, mereka menyerah pada bukti. Tidak ada keraguan bahwa fenomena alam baru sedang diamati, betapapun tidak terduganya fenomena tersebut. Pada akhirnya bahkan Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia di Stockholm mengakui pentingnya karya tersebut Saul Perlmutter, Brian Schmidt Dan Adam Riesstiga astronom yang telah melakukan penelitian awal, menghadiahkan penemuan mereka pada tahun 2011 Hadiah Nobel.
Sejak awal, dalam upaya untuk menjelaskan fenomena aneh ini, ungkapan energi gelap diciptakan, yang menunjukkan ketidaktahuan sepenuhnya tentang mekanisme yang menghasilkannya: suatu bentuk energi yang sama sekali tidak diketahui yang tampaknya mendorong segala sesuatu menjauh dari segala sesuatu yang lain dan tumbuh seiring dimensi alam semesta bertambah.
Beberapa orang membayangkan semacam anti-gravitasi, suatu perilaku gravitasi yang sangat aneh yang dari daya tariknya, seperti yang kita ketahui, menjadi tolak-menolak dalam jarak yang sangat jauh. Yang lain membayangkan semacam energi vakum, energi positif, yang menciptakan semacam tekanan negatif, sehingga mendorong segala sesuatu menuju pelebaran.
Gagasan bahwa kehampaan mengandung energi positif yang membuatnya mengembang sudah ada sejak bertahun-tahun yang lalu. Dan Albert Einstein adalah orang pertama yang mengemukakan hal itu. Untuk membuat alam semesta statis, yaitu untuk mengimbangi efek gravitasi, yang jika bekerja sendiri, cepat atau lambat akan membuat segala sesuatunya runtuh menjadi satu titik, Einstein menambahkan sebuah konstanta positif yang disebut “konstanta kosmologis” ke dalam persamaannya dengan tangan, artinya secara sewenang-wenang. Klasifikasi ini berfungsi untuk membangun keseimbangan; membuat alam semesta mengembang melawan efek gravitasi dan membuatnya stabil.
Belakangan, ketika diketahui bahwa segala sesuatu mempunyai permulaan yang bergejolak dan galaksi-galaksi masih bergerak saling menjauh satu sama lain, Einstein menyesali pilihan ini, sampai-sampai menyebutnya sebagai salah satu kesalahan terburuk dalam hidupnya. Faktanya, dengan alam semesta yang muncul dari singularitas ultra-padat dan super-pijar, tidak diperlukan dorongan ekspansi lebih lanjut untuk menghasilkan kondisi keseimbangan. Hal yang aneh adalah tidak seorang pun, apalagi Einstein, yang dapat meramalkan bahwa pada akhir abad ke-20, penemuan-penemuan yang dilakukan oleh Perlmutter, Schmidt, dan Riess akan membuat konstanta kosmologisnya kembali populer. Jadi, sepertinya alam akan selalu membuktikan bahwa Einstein benar, bahkan ketika ilmuwan besar tersebut yakin bahwa dia jelas-jelas salah.
Dalam hal ini juga, informasi berharga tentang keberadaan dan distribusi energi gelap dapat diperoleh dengan menganalisis ketidakhomogenan terkecil dalam radiasi latar kosmik dan efek lensa gravitasi yang dihasilkan oleh galaksi dan gugus. Sangat menarik untuk mengetahui bahwa masih ada cahaya yang memungkinkan kita untuk melihat sisi teduh kosmos ini.
Distribusi energi gelap di kosmos sangat homogen. Ia berperilaku sangat berbeda dari materi, baik materi biasa maupun materi materi gelap. Zat material yang terakhir ini mempunyai distribusi retikuler dengan simpul dan filamen berkepadatan tinggi yang bergantian dengan ruang kosong yang luas. Sebaliknya, energi gelap didistribusikan secara merata ke seluruh ruang dan tampaknya menempati seluruh volume alam semesta, memberikan gaya tolak menolak pada segala sesuatu.
Dalam upaya untuk memahami asal usul bentuk energi misterius ini, para ilmuwan telah memastikan apakah kecepatan pemuaian adalah sama, selama periode tertentu, untuk semua wilayah berbeda di alam semesta. Mereka pun menyadari bahwa fenomena ini baru menjadi dominan dalam miliaran tahun terakhir. Dalam jangka waktu yang lama, alam semesta mengembang mengikuti ritme yang sangat berbeda dari ritme saat ini.
Berbagai hipotesis telah diuji, termasuk gagasan bahwa kita sedang berhadapan dengan gaya fundamental baru atau perilaku gravitasi yang anomali atau bahkan keberadaan struktur yang sangat khusus dalam struktur ruang-waktu, serupa dengan cacat pada pola regulernya. Namun, hingga saat ini, belum ada yang berhasil memahami penyebab fenomena aneh ini, dan menjelaskan energi gelap masih menjadi salah satu tantangan paling berat dalam sains modern.
Meskipun asal-usulnya masih menjadi misteri, pengukuran tepat yang dilakukan terhadap efek energi gelap terhadap geometri alam semesta dan fluktuasi spasial dalam kepadatan materi telah memungkinkan untuk mengukur bobot komponen ini dalam komposisi material. alam semesta.
Hasilnya sungguh sensasional; energi gelap menyumbang sekitar 68% dari total massa. Sekitar dua pertiga alam semesta terdiri dari komponen paling misterius ini. Jika kita menjumlahkan kontribusi energi gelap, kita mendapatkan hasil yang sangat memalukan. Terlepas dari kemajuan besar yang dicapai oleh ilmu pengetahuan kontemporer, kita terpaksa mengakui bahwa kita tidak mengetahui apa pun tentang 95% segala sesuatu yang ada di sekitar kita.
