 |
| nasa.gov |
Belum lagi orang bisa memecahkan misteri tentang materi
gelap (dark matter) alam semesta, sekarang ditemukan fenomena yang lebih muskil
lagi, yaitu dark energy (energi gelap).
Apa itu dark matter? Apa itu dark energy? Harap tidak keliru
diartikan sebagai kuasa kegelapan tempat berkuasanya drakula, hantu, dan
lain-lain. Dark energy yang dibahas di sini adalah masalah ilmu pengetahuan
alam.
Para astronom bisa mengamati benda-benda langit, seperti
bintang dan galaksi, karena benda-benda itu memancarkan cahaya. Benda-benda
langit yang menghasilkan cahaya itu dikategorikan sebagai materi terang. Ada
benda-benda langit lain yang tidak memancarkan cahaya, seperti lubang hitam
(black hole), bintang katai gelap, dan awan gas antarbintang.
Benda-benda gelap itu memang sulit diamati karena tidak
langsung memancarkan gelombang yang dapat dideteksi oleh manusia. Kadang-kadang
keberadaannya diketahui secara tidak langsung.
Sebagai contoh, keberadaan awan gas antarbintang diketahui
dari serapan cahaya bintang di belakang awan itu. Kalau di belakangnya tidak
ada bintang, tentu awan antarbintang itu tidak akan terdeteksi.
Contoh lain, sumber sinar-X, Cygnus X-1, diyakini sebagai
lubang hitam, bukan karena kelihatan, tetapi karena beberapa fakta mendukung
keyakinan itu. Di dekat lubang hitam itu ada sebuah bintang yang sedang diisap
oleh lubang hitam itu. Materi yang mengalir dari bintang ke lubang hitam itu
memancarkan sinar-X yang kuat. Dari pengamatan sinar-X itulah diyakini ada
lubang hitam di sana. Lubang hitam yang berkelana sendirian di angkasa luar,
jauh dari benda-benda lain, sulit terdeteksi keberadaannya.
Pengetahuan tentang materi gelap masih terus berkembang.
Sekarang bahkan para ahli menduga bahwa kontributor terbesar dark mater adalah
WIMP (weakly interacting massive particle) atau partikel bermassa besar tetapi
hampir tidak berinteraksi dengan partikel lain.
Materi gelap seperti WIMP ini diduga memberikan kontribusi
25-30 persen dari massa alam semesta. Bintang-bintang hanya 0,5 persen. Lalu,
yang sebagian besar apa? Hasil pengamatan menjurus ke arah dark energy.
Mekanisme
Apa itu dark energy? Bagaimana mekanisme
pembentukannya? Apa hubungannya dengan materi biasa? Hukum fisika apa yang berlaku
padanya? Berbagai pertanyaan mendasar itu sampai sekarang belum ditemukan
jawabannya dengan pasti. Hanya sifatnya yang berlawanan dengan gravitasi yang
diketahui. Kalau gravitasi bersifat tarik-menarik, energi gelap dihasilkan oleh
sesuatu yang bersifat tolak-menolak (repulsive).
Bayangkan, misalnya, kalau gaya antara kita dengan Bumi
tiba-tiba berubah menjadi bersifat tolak-menolak, maka kita akan terlontar ke
angkasa, makin lama makin jauh dari Bumi. Mana mungkin kita bisa hidup,
mengerikan bukan?
Bagaimana para ilmuwan mengetahui bahwa dark energy itu
ada kalau tidak tahu apa penyebabnya? Keberadaan dark energy diketahui
dari pengamatan supernova yang terjadi di galaksi-galaksi yang jauh.
Sebagaimana kita ketahui, di dalam sebuah galaksi terdapat banyak sekali
bintang, bisa mencapai ratusan miliar jumlahnya.
Pada saat terjadi supernova, salah satu bintang di dalam
galaksi itu meledak. Demikian dahsyatnya supernova sehingga bintang yang
meledak itu tampak jauh lebih cemerlang daripada bintang-bintang lain.
Kadang-kadang supernova malah lebih cemerlang daripada jumlah kecemerlangan
semua bintang di galaksi induknya.
Supernova adalah ledakan mahadahsyat yang menandai
berakhirnya riwayat sebuah bintang bermassa besar. Energi total yang
dipancarkan oleh supernova dalam beberapa detik bisa setara dengan pancaran
energi sebuah bintang dalam kurun waktu jutaan hingga miliaran tahun.
Output energi supernova jenis tertentu dapat dihitung para
astronom berdasarkan sifat-sifat pancaran radiasinya. Supernova-supernova itu
ternyata tampak lebih redup daripada yang diperhitungkan secara teoretis.
Jarak Jauh
Orang mungkin bisa mengatakan, jaraknya yang jauh itu
membuat supernova tampak redup. Namun, meskipun para astronom sudah memasukkan
faktor jarak itu ke dalam perhitungan, tetap tidak cukup untuk membuat
supernova tampak seredup yang diamati. Berbagai kemungkinan penjelasan sudah
dicoba, tetapi hanya pada keberadaan dark energy masih terbuka
kemungkinan penjelasan mengapa supernova-supernova itu begitu redup.
Penjelasannya adalah bahwa supernova itu bergerak menjauh
dipercepat, artinya galaksi induknya juga menjauh dipercepat. Bahwa
galaksi-galaksi bergerak saling menjauh umumnya disepakati oleh para astronom
karena fakta pengamatan menunjukkan demikian.
Menurut hukum gravitasi Newton, gerakan saling menjauh itu
haruslah melambat karena adanya gaya tarik-menarik antarbenda di dalam alam
semesta. Sama seperti batu yang dilemparkan vertikal ke atas, geraknya makin
lama makin lambat karena ketika batu itu bergerak ke atas, ada gaya gravitasi
bumi yang menariknya ke bawah.
Yang menjadi masalah adalah pengamatan supernova yang jauh
itu mengindikasikan gerakan saling menjauh galaksi-galaksi itu makin lama makin
cepat. Apa yang menyebabkan percepatan itu? Mesti ada suatu gaya semesta yang
berlawanan sifat dengan gravitasi, yang mendorong galaksi-galaksiâ?"tempat
terjadinya supernova itu menjauh. Gaya itu diduga berasal dari dark energy.
Penemuan dark energy ini sangat berpengaruh pada
teori tentang alam semesta yang didasarkan pada asumsi bahwa gaya antara dua
benda selalu tarik-menarik. Kalau ada gaya tolak antarbenda, berarti asumsi
dasar teori alam semesta tidak sepenuhnya benar. Kalau pembuatan dasar sebuah
bangunan tidak kuat, bangunan itu bisa runtuh. Apa yang terjadi kalau dasar
sebuah teori, seperti teori alam semesta itu, salah? Bisa jadi teori lama akan
runtuh dan para ilmuwan harus membangun teori baru.
Untuk menyelidiki dark energy ini lebih jauh,
Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) Amerika Serikat merencanakan
proyek penelitian baru, yaitu Dark Energy Survey (DES). Kegiatan
proyek ini adalah melakukan pengamatan benda-benda redup yang sangat jauh
menggunakan teropong berdiameter 4 meter yang dilengkapi dengan detektor yang
sangat sensitif.
Lokasi pengamatan adalah di Cero Tololo, daerah pegunungan
yang sangat tinggi di Cile, Amerika Selatan. Tujuan utama proyek ini adalah
mencari fakta- fakta baru yang berkaitan dengan dark energy yang
penuh misteri itu.
Masa Perencanaan
Proyek ini sekarang dalam masa perencanaan dan diharapkan
pengamatan perdana dapat dilakukan pada tahun 2009. Data ratusan juta bintang,
galaksi, kuasar, dan lain-lain akan diperoleh melalui proyek ini dan berpotensi
besar untuk menghasilkan berbagai macam penemuan. Diperkirakan, hasil yang
diperoleh akan berpengaruh besar terhadap arah perkembangan ilmu pengetahuan,
terutama astrofisika, kosmologi, dan fisika partikel.
Riset dark energy ini tidak hanya melibatkan para
astronom, tetapi juga fisikawan partikel karena proses-proses energi tinggi di
alam semesta selalu melibatkan perubahan partikel elementer yang menjadi
â?mainanâ? para fisikawan partikel. Reaksi partikel elementer apa yang bisa
terjadi, partikel apa yang dihasilkan, bagaimana sifat-sifatnya, diselidiki
melalui eksperimen di akselerator partikel.
Institusi-institusi riset dan universitas di seluruh dunia
dapat ikut serta dalam proyek DES ini, kalau mau, melalui suatu perjanjian
kolaborasi dengan Fermilab. Para ilmuwan yang turut serta dalam proyek ini
berkesempatan besar menghasilkan penemuan-penemuan besar.
Oleh karena itu, keikutsertaan di dalam proyek DES ini
merupakan suatu kesempatan yang bagus bagi para astrofisikawan dan fisikawan
Indonesia untuk berada di ujung tombak perkembangan ilmu pengetahuan dan
menghasilkan penemuan- penemuan besar.
Riset dengan menggunakan data DES ini jauh lebih murah
dengan harapan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan membangun fasilitas
sendiri. Oleh karena itu, sangat dianjurkan mengkaji kemungkinan kerja sama ini
untuk masa depan sains di Indonesia yang lebih baik.
0 komentar:
Posting Komentar