Alam semesta yang sangat misterius

Alam semesta ternyata lebih misterius dari yang diperkirakan. Berbagai penemuan terbaru di bidang astro-fisika, justru membuka semakin banyak teka-teki. Berdasarkan perhitungan terbaru, diketahui sebagian besar isi alam semesta, terdiri dari materi atau energi yang belum diketahui wujudnya.

Materi yang kasat mata, rupanya hanya sebagian kecil saja dari keseluruhan materi di alam semesta. Bintang-bintang, planet dan gas antar galaksi, volumenya hanya sekitar lima persen dari volume alam semesta secara keseluruhan. Materi dan energi yang tidak kasat mata itu, diberi nama materi gelap dan energi gelap, terbukti memainkan peranan sangat menentukan di alam semesta.

Para pakar astro-fisika ibaratnya bermain petak umpet, dengan materi gelap dan energi gelap tsb. Sebab sejauh ini, belum ada yang dapat mengetahuinya. Namun indikator mengenai keberadaan energi gelap sangat jelas. Misalnya saja, ketika mengamati galaksi atau bintang dan planet di alam semesta, para pakar astro-fisika bertanya-tanya, gaya apa yang menjaga hingga komposisinya tetap teratur dan tidak berhamburan.

Contoh paling dekat adalah Tata Surya, yang melakukan rotasi terhadap inti galaksi Bima Sakti dengan kecepatan 220 km per detik. Gaya apa yang mengikat sistem Tata Surya, hingga tidak terlempar dari orbitnya? Untuk mempertahankan orbitnya, harusnya ada energi pengimbang yang amat besar.

Materi gelap

Akan tetapi, disinilah para pakar astro-fisika menghadapi teka-teki. Penghitungan seluruh massa yang kasat mata di siistem Bima Sakti, ternyata tidak mencukupi untuk membangkitkan gaya pengimbang tsb. Artinya, pasti ada materi atau energi yang tidak kasat mata, yang bekerja di alam semesta. Namun materi dan energi gelap ini, tidak hanya bertanggung jawab untuk mempertahankan stabilitas orbit planet, bintang dan galaksi. Lebih jauh dari itu, materi gelap dan energi gelap berkaitan dengan pembentukan dan perkembangan alam semesta itu sendiri.

Sebetulnya keberadaan materi dan energi gelap, sudah diramalkan oleh penemu teori relativitas umum, Albert Einstein pada tahun 1915 lalu. Yakni berupa pembengkokan cahaya, ruang dan waktu. Juga berdasarkan teori relativitas umumnya, Einstein mengajukan dua pilihan bentuk alam semesta. Yakni alam semesta yang statis atau alam semesta yang terus memuai. Menurut perhitungan, Einstein menegaskan bahwa alam semesta ini terus memuai. Di awal abad ke 20 lalu, kebanyakan astronom meyakini alam semesta yang statis. Untuk mendukung teori alam semesta yang terus mengembang, Einstein memasukan apa yang disebut konstanta kosmologi ke dalam persamaan matematika yang disusunnya.

Memang kemudian Einstein mengakui melakukan ketololan besar, dengan menyelundupkan konstanta kosmologi ke dalam persamaannya. Akan tetapi beberapa dekade kemudian, yang diakui sebagai ketololan besar oleh Einstein, berubah menjadi tuntutan ilmu pengetahuan. Sebab, dalam penelitian terbaru, diketahui bahwa alam semesta ini, bukan hanya memuai namun kecepatan pemuaiannya juga terus bertambah. Bukti percepatan pemuaian, ditemukan dalam pengamatan Super Nova, yakni bintang yang meledak jauh di tepian alam semesta, berupa terjadinya perubahan spektrum cahaya. Untuk memungkinkan adanya percepatan, diperlukan energi. Namun dari mana energinya, jika semua materi dan energi yang kasat mata volume totalnya amat kecil? Jawabanya kembali ke energi gelap.

Konstanta kosmologi

Pertanyaan berikutnya muncul ketika menganalisis foto-foto yang dikirimkan teleskop ruang angkasa Hubble. Di dalam foto-foto, terlihat pembengkokan cahaya di sekitar gugusan galaksi besar. Bahkan di sejumlah sistem bintang, pembengkokannya sedemikian ekstrim, hingga cahaya kelihatan berbentuk busur atau bahkan lingkaran.

Para pakar astro-fisika menyebutkan adanya lensa gravitasi. Akan tetapi, untuk membengkokan cahaya di sebuah galaksi, diperlukan materi yang volumenya 60 kali lipat dari volume materi kasat mata, di gugusan galaksiÿ bersangkutan. Dari mana datangnya materi tambahan ini? Salah satu jawaban yang paling logis, adalah dari materi gelap.

Untuk menjelaskan berbagai fenomena alam semesta itu, para pakar astro-fisika modern menyadari, mereka membutuhkan konstanta kosmologi, seperti yang dahulu diselipkan oleh Einstein dalam persamaan matematikanya. Namun jika pemuaian alam semesta mengalami percepatan, berarti konstantanya juga merupakan variabel dari waktu. Sampai disini, semua persoalan untuk memecahkan misteri alam semesta, bukannya bertambah mudah melainkan bertambah rumit. Sebagai jalan keluar dari masalah, para pakar astro fisika kemudian mengembangkan apa yang disebut model penjelasan.

Alam semesta yang memuai

Dari pengamatanya menyangkut percepatan pemuaian alam semesta, para pakar astro-fisika menghitung, volume energi gelap dapat mencapai 70 persen dari seluruh energi di alam semesta. Pengukuran menggunakan satelit penelitian gelombang Mikro Wave milik AS, menegaskan angka 70 persen tsb. Sementara, kontribusi materi dan energi kasat mata, hanya sekitar 5 persen dari materi dan energi di alam semesta. Sisa kekurangannya, sebesar 25 persen merupakan kontribusi dari materi gelap. Pengukuran gas sinar R”ntgen di seluruh galaksi, juga menunjukan bahwa materi kasat mata dan materi gelap, mencakup sekitar 30 persen dari volume alam semesta.

Setelah mengetahui indikatornya, apakah otomatis sifat maupun sosok energi dan materi gelap dapat diketahui? Prof. Gunther Hasinger dari Institut Max-Planck untuk fisika ekstra-terestrial menjawab, hingga kini para pakar tetap belum mengetahui apa energi gelap itu.

Walaupun eksistensinya memang tidak diragukan lagi. Sekarang ini jaringan materi dan energi gelap, merupakan kunci untuk menjelaskan pembentukan galaksi. Materi gelap, ibaratnya arsitektur alam semesta yang masih tersembunyi. Sementara lensa gravitasi, adalah salah satu dari sedikit cara praktis, untuk melacaknya.

Sekarang, jika materi dan energi gelap merupakan komposisi terbesar alam semesta, dan mendorong percepatan pemuaian alam semesta, muncul pertanyaan baru, apakah alam semesta akan terus memuai? Para pakar astro-fisika memang mengembangkan berbagai model. Diantaranya, model alam semesta yang terus mengembang tidak terbatas serta model alam semesta yang pada titik tertentu, kembali mengkerut karena tarikan gaya gravitasinya sendiri.

Jika mengacu pada teori relativitas Einstein, serta mengamati percepatan pemuaian, skenario alam semesta yang terus memuai, dan suatu saat mengalami robekan besar, adalah yang paling logis. Tapi, jika mengacu pada teori dentuman besar, harusnya ada titik singularitas, dimana justru alam semesta mengkerut hingga dimensi titik tsb. Selain itu juga dipertanyakan, apakah tidak ada alam semesta lain, selain yang kita kenal ini? Semua ini semakian menegasakan, alam semesta memang penuh misteri. (muj)

Sumber: Jurnal Ilmu Pengetahuan dan Teknologi