Fisikawan Rusia terkenal dan peraih Nobel, Lev Landau, pernah menyatakan bahwa “ahli kosmologi sering salah, namun tidak pernah ragu.” Dalam usaha memahami sejarah alam semesta, kita selalu harus siap menerima kemungkinan kesalahan, tetapi hal itu tidak boleh menghentikan rasa ingin tahu kita untuk bertanya.
Beberapa hari yang lalu, sebuah pengumuman baru memperkenalkan temuan menarik dari instrumen spektroskopi energi gelap Desi, yang terpasang di teleskop Mayall, Arizona. Survei ini, yang mencakup posisi 15 juta galaksi, merupakan pemetaan tiga dimensi terbesar mengenai alam semesta yang ada hingga saat ini. Cahaya dari galaksi paling jauh dalam katalog Desi berasal dari 11 miliar tahun yang lalu, pada saat alam semesta hanya berusia sekitar seperlima dari usia sekarang.
Para peneliti Desi sedang menganalisis pola distribusi galaksi yang dikenal dengan istilah Osilasi Akustik Baryon. Dengan membandingkan pola ini dengan pengamatan dari alam semesta dan supernova yang sangat awal, mereka menyarankan bahwa energi gelap, kekuatan misterius yang mendorong perluasan alam semesta, tidak bersifat konstan selama sejarah alam semesta.
Pandangan optimis mengindikasikan bahwa pada suatu hari, sifat materi gelap dan energi gelap akan terungkap. Temuan awal dari Desi memberikan harapan kecil untuk mencapai tujuan ini.
Namun, bisa jadi situasi ini tidak berjalan sesuai harapan. Kita mungkin mencari tanpa kemajuan dalam memahami energi gelap dan materi gelap. Jika itu yang terjadi, kita perlu mempertimbangkan kembali tidak hanya penelitian kita, tetapi juga pendekatan terhadap studi kosmologi. Kita harus mencari desain kosmologis yang sama sekali baru, yang dapat berfungsi sebaik model saat ini, tetapi juga menjelaskan perbedaan yang ada. Tentu saja, tugas itu akan sangat menantang.
Bagi banyak orang yang tertarik pada sains, gagasan tentang penciptaan kembali kosmologi adalah hal yang menarik dan berpotensi membawa revolusi. Namun, proses ini, dan sains pada umumnya, bukanlah hal baru, seperti yang dinyatakan dalam buku “Reinvention of Scientific Research”.
Pencarian untuk Dua Angka
Di tahun 1970, Allan Sandage menulis sebuah makalah terkenal yang menyoroti dua angka penting untuk memahami sifat ekspansi kosmik. Tujuannya adalah untuk mengukur dua angka tersebut dan mengetahui bagaimana keduanya berubah seiring waktu. Angka-angka ini adalah konstanta Hubble, h₀, dan parameter perlambatan, q₀.
Konstanta Hubble menggambarkan seberapa cepat alam semesta berkembang, sedangkan parameter perlambatan mengukur gaya gravitasi yang berupaya memperlambat ekspansi tersebut. Sampai tahun 1997, belum ada penyimpangan signifikan dari hukum Hubble, sampai muncul terobosan oleh proyek Supernova Cosmology yang dipimpin oleh Saul Perlmutter, Adam Riess, dan Brian Schmidt, yang berhasil menemukan bahwa ekspansi alam semesta sebenarnya semakin cepat, bukan melambat.
Temuan ini berhubungan dengan konstanta kosmologis yang diperkenalkan oleh Einstein, diwakili dengan huruf Yunani lambda (λ), dan terkait dengan parameter perlambatan. Penelitian ini memberi mereka Penghargaan Nobel 2011 dalam Fisika.
Energi Gelap: 70% dari Alam Semesta
Menariknya, energi gelap ini, atau yang dikenal juga dengan lambda, merupakan komponen dominan di alam semesta. Ia bertanggung jawab atas percepatan ekspansi alam semesta dan menyumbang hampir 70% dari total kepadatan alam semesta.
Sayangnya, pemahaman kita mengenai konstanta kosmologis λ sangat terbatas. Pertama kali dijelaskan oleh Einstein pada tahun 1917, ketika ia menciptakan model kosmologis dengan relativitas umum, solusinya tidak mungkin mengalami perubahan, memiliki sifat statis.
Meskipun model kosmologi standar saat ini didasarkan pada penelitian Georges Lemaître, yang merupakan teman Einstein, pengukuran terbaru dari Desi mendukung hasil yang menunjukkan bahwa energi gelap mungkin berubah seiring waktu dan tidak akan selalu dominan di masa mendatang. Ini menandakan bahwa konstanta kosmologis tidak memberikan penjelasan yang utuh tentang energi gelap.
Kerenyahan Besar
Di tahun 1988, pemenang Nobel Fisika 2019, Jim Peebles, menulis makalah tentang kemungkinan bahwa konstanta kosmologis dapat bervariasi seiring waktu. Ide ini menyatakan bahwa fase percepatan saat ini bisa bersifat sementara, seperti fase lainnya dalam sejarah kosmik.
Jika dominasi energi gelap saat ini memang berkurang, berarti energi ini tidak dapat dikategorikan sebagai konstanta kosmologis. Paradigma baru ini menunjukkan bahwa perluasan alam semesta saat ini mungkin suatu saat akan berbalik menjadi “Kerenyahan Besar”.
Beberapa ahli kosmologi, seperti Carl Sagan, lebih berhati-hati dan mencatat pentingnya memiliki bukti yang kuat untuk mendukung klaim luar biasa. Hingga saat ini, kita belum berada pada tahap yang memadai.
Jawaban mungkin muncul dari proyek-proyek yang sedang berlangsung, seperti Desi, Euclid, dan J-PAS, yang bertujuan untuk mengeksplorasi sifat energi gelap melalui pemetaan galaksi berskala besar.
Sementara debat tentang cara kerja kosmos terus berlanjut, satu hal yang pasti: saat-saat menarik dalam dunia kosmologi sedang menanti.
.
