MATERI gelap adalah salah satu konsep paling misterius dalam astronomi dan fisika. Materi gelap didefinisikan sebagai materi yang tidak memancarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya, sehingga tidak dapat dideteksi secara langsung dengan teleskop.
Meskipun tidak terlihat, keberadaannya dapat disimpulkan dari pengaruh gravitasi yang ditimbulkannya pada benda-benda langit lain, seperti galaksi dan gugus galaksi.
Penelitian yang dipublikasikan Vera Rubin dan W. Kent Ford tahun 1970-an mengenai pergerakan bintang dalam galaksi memberikan bukti kuat tentang eksistensi materi gelap.
Baca juga: Mengapa Kadar Oksigen Menipis Saat Berada di Puncak Gunung?
Sifat dasar materi gelap masih menjadi topik penelitian, namun diperkirakan terdiri dari partikel yang belum diketahui, sering disebut sebagai WIMP (Weakly Interacting Massive Particles).
Pentingnya materi gelap tidak hanya terletak pada jumlahnya yang dominan dalam alam semesta, namun juga pada perannya dalam pembentukan struktur kosmik. Tanpa adanya materi gelap, teori saat ini menyatakan bahwa galaksi tidak akan terbentuk dengan cara yang sama seperti yang diamati saat ini.
Materi gelap memberikan gravitasi yang diperlukan untuk 'mengikat' materi normal (seperti gas dan debu) dan membentuk galaksi. Selain itu, materi gelap juga memainkan peran penting dalam pemodelan Big Bang dan evolusi alam semesta. Studi oleh Planck Satellite yang diterbitkan tahun 2013 mengungkapkan bahwa sekitar 26.8 persen dari alam semesta terdiri dari materi gelap.
Baca juga: Mengapa Tubuh Kita Menggigil Saat Kedinginan?
Pemahaman tentang materi gelap berpotensi membuka wawasan baru tentang alam semesta dan hukum-hukum fisika yang mengaturnya. Meskipun masih banyak yang belum diketahui, penelitian yang terus berlanjut menjanjikan pemahaman yang lebih mendalam dan mungkin bahkan revolusioner dalam bidang kosmologi.
Bukti Keberadaan Materi Gelap
Bukti pertama dan paling signifikan tentang keberadaan materi gelap datang dari pengamatan galaksi dan gerak bintang di dalamnya. Pada 1930-an, astronom Fritz Zwicky mengamati bahwa galaksi dalam gugus Coma bergerak lebih cepat daripada yang seharusnya jika hanya materi yang terlihat yang berpengaruh. Ini menunjukkan adanya massa tambahan yang tidak terdeteksi, yang kemudian dikenal sebagai materi gelap.
Lebih lanjut, penelitian pada 1970-an oleh Vera Rubin dan W. Kent Ford menunjukkan bahwa bintang di pinggiran galaksi berputar dengan kecepatan yang hampir sama dengan bintang yang lebih dekat ke pusat. Menurut hukum gravitasi Newton, bintang-bintang di pinggiran seharusnya bergerak lebih lambat. Fenomena ini bisa dijelaskan jika galaksi mengandung lebih banyak massa daripada yang dapat dilihat, yaitu materi gelap.
Baca juga: Mengungkap Fakta Menarik Mengenai Mata Minus: Pandangan yang Memudar
Pengamatan tentang latar belakang mikro gelombang kosmik juga memberikan bukti untuk materi gelap. Penelitian oleh satelit WMAP dan Planck menunjukkan adanya fluktuasi kecil dalam radiasi kosmik yang konsisten dengan model alam semesta yang mengandung materi gelap. Fluktuasi ini memberikan wawasan tentang distribusi materi di alam semesta awal dan bagaimana galaksi terbentuk.
Gravitasi dari materi gelap juga memengaruhi cahaya dari obyek yang jauh, sebuah fenomena yang dikenal sebagai lensing gravitasi. Saat cahaya dari galaksi jauh melewati wilayah dengan materi gelap, jalurnya melengkung. Hal ini dapat diamati dan digunakan untuk memetakan distribusi materi gelap di alam semesta.
Jadi, meskipun materi gelap tidak dapat diamati secara langsung, bukti dari gerakan bintang dan galaksi, latar belakang mikro gelombang kosmik, serta lensing gravitasi, semua menunjukkan keberadaannya yang tidak terbantahkan. Penelitian ini terus berkembang, memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang alam semesta kita.
Peran Materi Gelap dalam Pembentukan dan Evolusi Alam Semesta
Salah satu peran kunci materi gelap adalah dalam pembentukan dan evolusi struktur di alam semesta. Menurut teori kosmologi modern, materi gelap berperan penting dalam membentuk 'kerangka' untuk pembentukan galaksi dan struktur lainnya. Di awal alam semesta, fluktuasi kecil dalam kepadatan materi gelap menyediakan gravitasi yang diperlukan untuk menarik materi biasa (seperti gas hidrogen), memicu pembentukan bintang dan galaksi.
Pengamatan pada Cosmic Microwave Background (CMB), radiasi yang tersisa dari Big Bang, memberikan bukti kuat untuk peran materi gelap dalam kosmologi. Satelit seperti WMAP dan Planck telah memetakan fluktuasi dalam CMB yang mengindikasikan bahwa materi gelap merupakan komponen utama dalam alam semesta awal. Penelitian ini menunjukkan bahwa tanpa materi gelap, struktur seperti galaksi dan gugus galaksi mungkin tidak akan terbentuk dengan cara yang sama seperti yang diamati saat ini.
Selain itu, materi gelap juga memengaruhi dinamika dan evolusi galaksi. Misalnya, keberadaan materi gelap di halo galaksi dianggap memengaruhi proses pembentukan bintang dan dinamika rotasi galaksi. Ini juga dapat memengaruhi interaksi antar galaksi, seperti tabrakan dan penggabungan, yang merupakan proses penting dalam evolusi galaksi.
