ENERGI gelap (dark energy) merupakan salah satu konsep paling misterius dan menarik dalam kosmologi modern. Secara definisi, energi gelap adalah bentuk energi yang hipotetis, yang diyakini menempati sebagian besar alam semesta dan bertanggung jawab atas percepatan ekspansi alam semesta yang misterius. Walaupun tidak bisa diamati langsung, keberadaan dan efek energi gelap dapat dirasakan melalui pengaruhnya terhadap struktur alam semesta, gerakan galaksi, dan dinamika kosmik secara keseluruhan.
Diperkirakan bahwa energi gelap menyumbang sekitar 68 persen dari total energi alam semesta. Konsep ini pertama kali muncul sebagai usaha untuk menjelaskan mengapa laju ekspansi alam semesta tampaknya meningkat, bukan melambat sebagaimana yang diperkirakan dari efek gravitasi materi yang ada di alam semesta. Energi gelap, dengan sifatnya yang anti-gravitasi, menjadi kunci dalam menjelaskan fenomena ini.
Namun, meskipun konsep energi gelap sudah secara luas diterima dalam komunitas ilmiah, sifat sebenarnya dari energi gelap masih menjadi misteri. Tidak ada teori yang sepenuhnya dapat menjelaskan apa energi gelap itu atau bagaimana ia bekerja.
Baca juga: Mengapa Kadar Oksigen Menipis Saat Berada di Puncak Gunung?
Artikel ini akan mengeksplorasi beberapa bukti utama yang mendukung keberadaan energi gelap, termasuk percepatan ekspansi alam semesta, pengukuran Radiasi Latar Mikro Gelombang Kosmik (CMB), distribusi galaksi, dan pengukuran lensa gravitasi. Melalui bukti-bukti ini, kita dapat memulai untuk mengerti lebih dalam tentang misteri besar ini dalam kosmologi.
Percepatan Ekspansi Alam Semesta
Penemuan terbesar yang mengindikasikan adanya energi gelap adalah percepatan ekspansi alam semesta. Pada akhir 1990-an, astronom menggunakan supernova tipe Ia sebagai 'lilin standar' untuk mengukur jarak di alam semesta. Mereka menemukan bahwa supernova ini lebih redup daripada yang diharapkan, yang menunjukkan bahwa alam semesta tidak hanya mengembang, tapi mengembang dengan laju yang semakin cepat.
Penelitian ini, yang diungkapkan oleh Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt, dan Adam G. Riess, mengubah pemahaman kita tentang alam semesta dan menyebabkan pemberian Hadiah Nobel Fisika pada tahun 2011.
Baca juga: Mengapa Tubuh Kita Menggigil Saat Kedinginan?
Energi gelap, yang diyakini sebagai penyebab utama percepatan ini, merupakan misteri besar. Diperkirakan bahwa energi gelap menyumbang sekitar 68 persen dari keseluruhan energi alam semesta. Konsep ini menggambarkan bentuk energi yang merata di seluruh ruang, menolak gravitasi, dan menyebabkan alam semesta mengembang dengan laju yang lebih cepat.
Teori lain yang mendukung percepatan ini adalah konstanta kosmologis, yang pertama kali diajukan oleh Albert Einstein. Konstanta kosmologis ini, yang sering dihubungkan dengan energi gelap, merupakan energi intrinsik dari ruang kosong yang berperan dalam percepatan ekspansi alam semesta.
Dalam penelitian terbaru, penggunaan data dari teleskop luar angkasa seperti Hubble dan observatorium lainnya telah memperkuat bukti adanya percepatan ekspansi ini. Studi-studi ini menunjukkan konsistensi yang menakjubkan dengan prediksi teori energi gelap.
Baca juga: Mengungkap Fakta Menarik Mengenai Mata Minus: Pandangan yang Memudar
Pengukuran Radiasi Latar Mikro Gelombang Kosmik (CMB)
Bukti lain dari energi gelap berasal dari pengukuran Radiasi Latar Mikro Gelombang Kosmik (CMB). CMB adalah radiasi sisa dari ledakan Besar (Big Bang) yang terjadi sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu. Pengukuran terhadap CMB memberikan wawasan penting tentang komposisi dan sejarah alam semesta.
Salah satu misi yang paling terkenal dalam mengukur CMB adalah Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) dan Planck satellite. Kedua misi ini menghasilkan peta rinci dari CMB, yang menunjukkan fluktuasi suhu kecil. Analisis data dari misi-misi ini menunjukkan bahwa alam semesta terdiri dari sekitar 68 persen energi gelap, 27 persen materi gelap, dan hanya 5 persen materi biasa.
Fluktuasi dalam CMB juga mengungkapkan informasi tentang struktur skala besar alam semesta. Ini termasuk distribusi galaksi dan superkluster yang kita amati saat ini. Konsistensi pengamatan ini dengan model alam semesta yang didominasi oleh energi gelap memberikan bukti kuat mendukung keberadaannya.
Analisis lebih lanjut dari CMB juga menunjukkan bahwa alam semesta memiliki geometri yang datar. Ini sejalan dengan prediksi model inflasi kosmik, yang juga konsisten dengan model alam semesta yang mengandung energi gelap.
Dengan memadukan bukti dari percepatan ekspansi alam semesta dan pengukuran CMB, para ilmuwan kini semakin yakin akan keberadaan energi gelap. Meskipun masih banyak yang harus dipelajari, pemahaman kita tentang komponen misterius ini terus berkembang, membuka jalan untuk lebih memahami alam semesta di mana kita hidup.
Distribusi Galaksi dan Struktur Skala Besar
Distribusi galaksi dan struktur skala besar alam semesta memberikan bukti tambahan tentang keberadaan energi gelap. Para astronom telah memetakan distribusi galaksi dalam volume yang luas dan menemukan bahwa galaksi tidak tersebar secara acak, melainkan mengikuti suatu pola yang dikenal sebagai 'web kosmik'. Pola ini terdiri dari filamen dan void yang luas, yang pembentukannya dipengaruhi oleh kehadiran energi gelap.
Melalui pengamatan distribusi galaksi, ditemukan bahwa struktur skala besar ini berkembang dalam cara yang tidak bisa dijelaskan hanya dengan adanya materi biasa dan materi gelap. Energi gelap, melalui pengaruhnya terhadap laju ekspansi alam semesta, memainkan peran kritis dalam pembentukan dan evolusi struktur ini.
Survei skala besar seperti Sloan Digital Sky Survey (SDSS) telah mengumpulkan data dari jutaan galaksi. Analisis data ini menunjukkan adanya pola-pola skala besar yang konsisten dengan model alam semesta yang didominasi oleh energi gelap.
Ini menunjukkan bahwa energi gelap tidak hanya mempercepat ekspansi alam semesta, tetapi juga mempengaruhi bagaimana galaksi dan struktur skala besar lainnya terbentuk dan berkembang.
Teori ini juga didukung oleh simulasi komputer skala besar, yang menggabungkan efek energi gelap, materi gelap, dan gravitasi. Simulasi-simulasi ini mampu mereproduksi struktur alam semesta yang diamati dengan akurasi tinggi, memberikan bukti kuat tentang peran energi gelap dalam kosmologi.
Pengukuran Lensa Gravitasi
Lensa gravitasi adalah fenomena di mana cahaya dari objek yang sangat jauh, seperti galaksi atau kuasar, dibengkokkan oleh gravitasi obyek yang lebih dekat. Fenomena ini tidak hanya membantu dalam menentukan massa galaksi dan gugus galaksi tetapi juga memberikan wawasan tentang distribusi materi gelap dan energi gelap di alam semesta.
Pengukuran lensa gravitasi yang kuat, di mana efek pembengkokan cahaya sangat jelas, telah memberikan bukti tentang distribusi materi gelap yang tidak terlihat, yang berinteraksi melalui gravitasi dengan energi gelap. Observasi ini penting dalam memahami bagaimana energi gelap memengaruhi struktur alam semesta pada skala besar.
Lebih lanjut, lensa gravitasi lemah, yang menghasilkan perubahan yang lebih halus dan kurang jelas pada citra obyek, telah digunakan untuk memetakan distribusi materi gelap dan energi gelap dalam skala yang sangat besar. Teknik ini memungkinkan ilmuwan untuk mengukur efek halus energi gelap pada bentuk dan evolusi alam semesta.
Proyek seperti Dark Energy Survey (DES) telah menggunakan pengukuran lensa gravitasi untuk menyelidiki sifat energi gelap. Dengan mengamati bagaimana lensa gravitasi memengaruhi cahaya dari galaksi yang berjauhan, para peneliti dapat menarik kesimpulan tentang kekuatan dan sifat energi gelap.
Kesimpuan
Dengan memadukan bukti dari percepatan ekspansi alam semesta dan pengukuran CMB, para ilmuwan kini semakin yakin akan keberadaan energi gelap. Distribusi galaksi dan pengukuran lensa gravitasi, memberikan bukti tambahan yang mendukung keberadaan dan peran energi gelap dalam kosmologi. Meskipun masih banyak yang harus dipelajari, pemahaman kita tentang komponen misterius ini terus berkembang, membuka jalan untuk lebih memahami alam semesta di mana kita hidup.
