Alam Semesta yang ‘Kurang Gumpal’ Bisa Mengisyaratkan Adanya Kekuatan Misterius | astronomi

Salah satu studi yang paling teliti tentang struktur alam semesta telah menemukan bahwa ia “kurang menggumpal” dari yang diperkirakan, yang dapat menunjukkan adanya gaya misterius.

Pengamatan dari Survei Energi Gelap dan Teleskop Kutub Selatan memetakan distribusi materi untuk memahami kekuatan bersaing yang membentuk evolusi alam semesta dan menentukan nasib akhirnya. Analisis yang luar biasa rinci berkontribusi pada kumpulan bukti yang menunjukkan bahwa ada komponen penting yang hilang dari apa yang disebut Model Standar fisika.

“Sepertinya itu sedikit kurang [clumpiness] di Alam Semesta saat ini daripada yang kita perkirakan jika kita berasumsi bahwa Model Kosmologi Standar kita berlabuh di Alam Semesta awal,” kata Eric Baxter, ahli astrofisika di Universitas Hawaii dan salah satu penulis studi tersebut.

Hasilnya tidak melewati ambang statistik yang dianggap cukup kuat oleh para ilmuwan untuk diklaim sebagai penemuan, tetapi mereka muncul setelah hasil serupa dari survei sebelumnya yang menunjukkan kesenjangan antara prediksi teoretis dan apa yang sebenarnya terjadi di alam semesta, celah bisa terbuka. .

“Jika temuan itu dikonfirmasi, itu akan sangat menarik,” kata Dr. Chihway Chang, ahli astrofisika Universitas Chicago dan penulis utama. “Inti fisika adalah untuk menguji model dan menghancurkannya. Skenario terbaiknya adalah ini membantu kita memahami lebih banyak tentang sifat materi gelap dan energi gelap.”

Sejak Big Bang 13 miliar tahun yang lalu, alam semesta telah mengembang, tetapi materi juga telah mendingin dan menggumpal saat gravitasi menarik area yang lebih padat, menciptakan jaringan kosmik gugus galaksi dan filamen. Ketika para ilmuwan bekerja untuk memahami tarik-menarik kosmik ini, sebuah gambaran aneh muncul di mana materi biasa hanya terdiri dari sekitar 5% dari isi alam semesta. Sekitar 25% adalah apa yang disebut materi gelap, massa tak terlihat yang berkontribusi secara gravitasi tetapi tidak terlihat. 70% sisanya adalah energi gelap – sebuah fenomena misterius yang diduga menjelaskan mengapa perluasan alam semesta semakin cepat bukannya diperlambat oleh gravitasi.

Pekerjaan terbaru menggunakan data dari Survei Energi Gelap, yang mensurvei langit selama enam tahun dari puncak gunung di Chili, dan Teleskop Kutub Selatan, yang mencari jejak samar radiasi yang melintasi langit dari saat-saat pertama alam semesta. Dalam kedua kasus tersebut, analisis menggunakan fenomena yang disebut pelensaan gravitasi, di mana cahaya sedikit membelok saat melewati objek masif seperti galaksi dan gumpalan materi gelap, memungkinkan para ilmuwan menyimpulkan distribusi materi di alam semesta.

Terlepas dari itu, para ilmuwan dapat menggunakan panas yang tersisa dari Big Bang untuk menyimpulkan struktur Alam Semesta paling awal dan menggunakan model komputer untuk “mempercepat” dan melihat apakah model tersebut sesuai dengan pengamatan.

Analisis menunjukkan bahwa materi tidak “menggumpal” seperti yang diharapkan. Menurut Prof. Carlos Frenk, ahli kosmologi di University of Durham yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, ada tiga kemungkinan penjelasan. Pertama, itu bisa jadi akibat gangguan pada data atau kesalahan sistematis pada teleskop. Mungkin juga bahwa alih-alih menulis ulang teori kosmologis secara besar-besaran, fenomena astronomi yang kurang dipahami dapat menjelaskan hasilnya. “Misalnya, lubang hitam supermasif di pusat galaksi dapat menciptakan pancaran radiasi besar yang pada prinsipnya dapat mendorong materi dan meratakannya sedikit,” katanya.

Pilihan ketiga yang paling menarik adalah bahwa perbedaan tersebut dijelaskan oleh fisika yang sama sekali baru, seperti keberadaan neutrino jenis baru, perilaku energi gelap eksotis, atau bentuk materi gelap yang tidak konvensional. “Dari tiga pilihan, saya berharap ini yang terakhir, saya khawatir itu yang kedua, tapi saya curiga itu yang pertama,” kata Frenk.

Wawasannya adalah diterbitkan dalam jurnal Physical Review D.