Pada awalnya para ilmuwan beranggapan bahwa seluruh materi dan energi yang tersusun dari proton, neutron, dan elektron mencakup semua substansi yang ada di jagat raya ini. Akan tetapi berdasarkan pengamatan terhadap benda-benda langit (astronomical observation), ternyata ada bentuk materi dan energi yang kasat mata namun berperan besar terhadap berbagai fenomena fisika yang terjadi di seluruh alam semesta. Materi dan energi itulah yang kemudian diberi nama Dark Matter dan Dark Energy.
1. DARK MATTER
Perkembangan teori tentang dark matter ini berjalan berdasarkan proses observasi dan pendekatan matematis yang sangat panjang, penuh dengan koreksi, sanggahan, kemudian diperkuat kembali, hingga menjadi hipotesa kuat sampai dengan saat ini. Proses dari perkembangan teori ini bisa Anda lihat di timeline cosmological theories. Untuk mempermudah, Anda bisa langsung lihat dan perdalam materinya sejak Edwin Hubble pada tahun 1924 mengetahui bahwa alam semesta ini terdiri dari begitu banyak galaksi.
Untuk mempermudah pemahaman tentang dark matter, saya akan mencoba merangkum dan menyederhanakan semua hasil observasi dan pendekatan matematis terhadap sejarah terbentuknya konsep ini, sebagai berikut:
Singkat cerita…
Secara teoritis, diketahui bahwa total force yang dibutuhkan untuk memicu Big Bang adalah dengan besaran tertentu (katakanlah sebesar X). Sedangkan secara observational, jumlah force yang bisa dideteksi ternyata tidak sebesar X, melainkan lebih kecil dari X, katakanlah sebesar Y.
Berarti secara teoritis ada suatu force yang “menghambat” ekspansi laju X menjadi sebesar Y, forceitulah yang kita namakan sebagai gravitasi, dan secara matematis sederhana ditulis sebagai M = X-Y.
Kemudian secara observational, para ahli astrofisika kembali menemukan fakta unik, bahwa ternyata total force gravitasi di alam semesta ini tidak sejumlah M, tapi lebih kecil dari itu, kali ini ilmuwan menyepakati dengan sebutan m (m huruf kecil).
Selisih antara M besar dengan m kecil (M-m) atau (delta M = △M) inilah yang disebut dengan DARK MATTER.
Dark matter ini berperan besar dalam interaksinya dengan gravitasi di seluruh jagat raya serta bertanggung jawab terhadap keteraturan dari kecepatan rotasi yang (hampir) konstan dari seluruh galaxy di alam semesta.
Dark matter ini disebut dark karena dia tidak dapat berinteraksi dengan electromagnetic fields (cahaya). Sifat inilah yang menyebabkan dark matter tidak dapat dilihat oleh kita. Kemudian materi ini disebut matter, karena sifat satu-satunya yang bisa kita ketahui adalah bahwa materi ini bisa mempengaruhi gravitasi.
Sejauh ini telah banyak dilakukan upaya untuk mendeteksi adanya dark matter, tetapi hasilnya belum memuaskan. Terlepas dari sifatnya yang belum bisa kita observasi, tidak lantas kita bisa mengatakan bahwa materi ini tidak ada. Karena pada dasarnya tetaplah ada materi yang berinteraksi dengan gravitasi dan bertanggung jawab terhadap mekanisme interaksi materi di semua galaxy di jagat raya ini sehingga seluruh materi di dalam galaxy berotasi secara (hampir) konstan—sedangkan Dark Matter hanyalah masalah penamaan terhadap materi ini.
Jadi memang secara observasi dark matter ini belum bisa dibuktikan, tapi sejauh ini para ilmuwan memiliki inferential evidence yang sangat kuat bahwa substansi ini hampir pasti benar-benar ada.
2. DARK ENERGY
Sebelum saya membahas tentang Dark Energy, mau tidak mau, saya harus bahas sedikit tentang Big Bang.
Jadi dasar teori konsep Big Bang berangkat dari fakta hasil observasi astronomi (red shift hubble, microwave background satellite, dst.) bahwa seluruh materi yang ada di luar angkasa itu pada dasarnya saling menjauh satu sama lain, sehingga diambil hipotesa kuat bahwa pada awalnya seluruh jagat raya ini dimulai dari kompresi ruang, energi, dan massa yang sangat kecil dan kemudian mengembang. Nah peristiwa pengembangan inilah yang disebut BIG BANG!
Nah kembali berdasarkan pendekatan observasi, asumsi awal para ilmuwan terhadap fenomena ‘pengembangan’ seluruh alam semesta ini adalah bahwa
“pada suatu saat nanti kecepatan dari pengembangan ini akan semakin melambat hingga akhirnya berhenti”
Tapi setelah Edwin Hubble melakukan pengamatan terhadap perbedaan jarak antar galaksi dalam kurun waktu tertentu , para ilmuwan menyadari bahwa ternyata asumsi sebelumnya keliru! Berdasarkan observasi terkini, ditemukan fakta bahwa pengembangan alam semesta ini bukannya melambat tapi justru bergerak semakin cepat untuk saling menjauh satu sama lain.
Nah, energi yang menyebabkan adanya pergerakan yang semakin cepat (percepatan) alam semesta ini, dinamakan dengan DARK ENERGY.
0 komentar:
Posting Komentar