Misteri Terbesar Astronom, Apa itu Materi Gelap dan Energi Gelap?

Ketika Anda melihat langit malam, Anda melihat banyak hal bersinar seperti bintang-bintang, planet, dan galaksi. Mungkin terdengar aneh bahwa sebagian besar alam semesta sebenarnya gelap. Sebenarnya proton, neutron dan elektron-lah yang membuat segala sesuatunya kita dapat lihat, dan itu berarti segala sesuatu dengan teleskop yang kita lihat, menjelaskan hanya sekitar 4% dari massa dan energi dari alam semesta. Dengan begitu sekitar 70% dari alam semesta adalah apa yang dikenal sebagai energi gelap, sekitar 26% adalah apa yang disebut materi gelap.

Perbandingan Energi Gelap, Materi Gelap dan semua yang bisa kita lihat di Alam Semesta

Bagian tersulit tentang alam semesta gelap adalah bahwa para astronom tidak dapat secara langsung melihat semua itu. Mereka hanya dapat menyaksikan efek zat-zat asing yang ada pada materi di sekelilingnya melalui gravitasi.

Dr Peter Edmonds dari
PusatSinar-X Chandra

Untungnya, para astronom modern telah mengembangkan banyak siasat untuk mengeksplorasi alam semesta gelap, termasuk menggunakan teleskop seperti Chandra. Mari kita mulai dengan materi gelap. Dr Peter Edmonds dari Pusat Sinar-X Chandra memberi kita gambaran singkat tentang hal misterius ini.

Para ilmuwan telah mengenal tentang materi gelap selama puluhan tahun, tetapi masih berjuang untuk mencari tahu apa itu. Kami tahu beberapa hal tentang itu: bertingkah seperti materi biasa ketika mendekati gravitasi. Tapi tidak seperti materi biasa, materi gelap tidak memancarkan cahaya. Karena itu, kita tahu bahwa hal ini sangat berbeda dari hal-hal yang ditemukan di bintang-bintang dan planet-planet seperti kita.

Salah satu cara kita untuk mempelajari lebih lanjut tentang materi gelap adalah mempelajari kelompok-kelompok galaksi. Bahkan, kluster galaksi memberikan bukti pertama keberadaan materi gelap kembali pada tahun 1930-an. Galaksi-galaksi di dalam kluster galaksi bergerak sangat cepat sehingga harus ada banyak materi tambahan - materi tak terlihat - dalam kluster untuk menahan bersama-sama gravitasinya. Ternyata sebagian besar materi normal di dalam kluster galaksi adalah gas panas yang dapat dilihat dengan teleskop sinar-X seperti Chandra, tetapi tak terlihat dengan teleskop optik. Tapi masih kurang cukup gas panas untuk menahan semua materi normal bersama-sama.

Lingkaran Materi Gelap di Cluster CI 0024+17 dari Teleskop Luar Angkasa Hubble

Para astronom menggunakan ide mereka untuk mengetahui seperti apa materi gelap, mereka mendapat hal baru dan kejutan berbeda pada akhir abad ke-20. Alih-alih memperlambat setelah Big Bang, pengembangan alam semesta ditemukan bertambah cepat. Para astronom segera melakukan apa yang selalu mereka lakukan ketika mereka mendapatkan sesuatu yang misterius: yaitu memberi nama. Sekarang, kita sebut segala hal yang mendorong Alam Semesta menjauh sebagai "energi gelap", tetapi kenyataannya tidak ada yang tahu apa itu. Sekali lagi, kabar baiknya adalah bahwa ilmuwan menggunakan teleskop seperti Chandra untuk mencari tahu.

Energi gelap pada awalnya ditemukan dari penelitian optik supernova, dan ada banyak pekerjaan yang terus menerus berlangsung di daerah tersebut. Tapi energi gelap adalah sebuah misteri besar - mungkin yang terbesar dalam keseluruhan ilmu fisika - dengan demikian Anda benar-benar ingin mempelajarinya dan mengkritik dengan segala yang Anda punya. Kluster galaksi adalah pedoman untuk mempelajari energi gelap dalam menyatukan argumen. Salah satunya adalah Anda dapat menggunakannya untuk memperkirakan tentang bagaimana sebagian besar materi yang ada di alam semesta. Hal ini membantu dalam menentukan seberapa banyak energi gelap yang ada di sana. Mereka juga dapat menggunakannya sebagai indikator jarak, sehingga orang bisa memeriksa perilaku yang dilakukan supernova pada pengukuran perluasan alam semesta. Hasil Chandra yang terbaru menggunakan teknik ini.

Banyak usaha yang telah dilakukan untuk mempelajari materi gelap dan energi gelap, tetapi masih jauh lebih banyak untuk belajar. Bahkan, ilmu pengetahuan hanya awal untuk memahami apa yang menjadikan alam semesta ini benar-benar gelap. Dan para ilmuwan sudah memiliki banyak ide bagus tentang bagaimana Chandra dapat membuat pertanyaan-pertanyaan besar dalam waktu dekat.

Salah satu bidang khusus yang menarik untuk mempelajari materi gelap kedepan dengan Chandra adalah kluster galaksi yang bertabrakan dengan kluster galaksi lain. Dalam kasus-kasus yang lebih seru, seperti kluster peluru, materi gelap dapat merenggut bebas dari materi normal, yang tidak biasanya terjadi. Ini membantu Anda mempelajari beberapa sifat menarik dari materi gelap, seperti apakah ia kalau berinteraksi dengan dirinya sendiri.

Kluster Peluru (The Bullet Cluster) diambil dari Satelit Sinar-X Chandra 

Adapun energi gelap, penelitian yang sangat menarik saat ini sedang berlangsung untuk melihat bagaimana kluster galaksi mengembang seiring dengan waktu. Sepertinya kluster galaksi belum mengembang terlalu jauh selama 6 atau 7 miliar tahun lalu. Bisa jadi bahwa energi gelap membatasi pengembangan benda-benda dalam beberapa kali. Jadi ini adalah cara lain untuk melihat energi gelap dan merupakan teknik tersendiri untuk mengukur jarak dan perluasan alam semesta.

Energi Gelap mempengaruhi laju berkembangnya Alam Semesta

Sepertinya setiap kali kita membuat sebuah penemuan baru tentang alam semesta, mengarah ke begitu banyak pertanyaan baru. Pada titik ini dalam sejarah, pertanyaan seperti "apa itu materi gelap?" dan "apa itu energi gelap?" tetap terbuka lebar. Untungnya, kita punya alat seperti Chandra untuk membantu kami mencoba menjawab beberapa pertanyaan ini. Dalam melakukannya, kita tidak hanya memperluas pemahaman kita tentang alam semesta yang kita bisa lihat, tetapi juga untuk alam semesta yang tidak bisa kita lihat.