Alam semesta yang mengembang semakin cepat ini sebenarnya tidak sesuai dalam model kosmologi yang saat ini diterima para astronom. Namun, menurut pengamatan melalui Teleskop Antariksa Hubble, tampaknya memang ada ketidakcocokan antara model kosmologi dan pengamatan.
Alam Semesta Mengembang Terhadap Apa?Yak, untukmu yang belum paham dengan konsep mengembangnya alam semesta, sama kok, saya juga belum paham-paham banget.
Mengembangnya alam semesta sendiri sudah dibuktikan oleh penelitian seorang astronom bernama Edwin Hubble (iya, nama doi diabadikan sebagai nama sebuah teleskop antariksa) sekitar tahun 1929. Dengan menggunakan teleskopnya, kala itu Edwin menemukan bahwa semakin jauh sebuah bintang, semakin cepat ia bergerak menjauh dari Bumi. Pergerakan menjauh inilah bukti pertama bahwa alam semesta dengan mengembang di segala sisi.
Edwin Hubble juga menemukan fakta bahwa pengembangan alam semesta ini mengalami percepatan dari waktu ke waktu. Nah, pertanyaannya sekarang adalah, apa sih yang menyebabkan percepatan pengembangan alam semesta kita?
Bukankah seharusnya gravitasi yang dimiliki oleh bintang dan planet-planet menarik mereka semua untuk semakin saling mendekat? Terkadang, yang dekat bisa dijauhkan oleh sesuatu yang negatif, kita sebut saja sebagai "orang ketiga".
Prof. Brian P. Schmidt, seorang Peraih Nobel Fisika 2011, mengatakan bahwa, "orang ketiga" tersebut merupakan suatu komponen yang mengisi alam semesta yang memilki tekanan negatif yang kuat yang bekerja berlawanan dengan gravitasi.
Komponen negatif tersebut dikenal sebagai energi gelap (dark energy) dan materi gelap (dark matter). Komponen-komponen inilah yang membuat benda-benda langit terus saling menjauh dan alam semesta terus mengembang dan berakselerasi.
Baik energi dan materi gelap, keduanya tidak berinteraksi dengan energi dan materi apapun dengan cara apapun. Sehingga sampai saat ini, belum ada yang bisa menjelaskan tentang sifat, karakter, ataupun asal mula keberadaan energi dan materi gelap ini. Tapi menariknya, 95% komposisi alam semesta kemungkinan besar adalah materi gelap dan energi gelap.
Oh iya, kalau alam semesta memang mengembang, pengembangannya terhadap apa? Jawaban singkatnya: Pertanyaan itu tidak masuk akal.
Menurut Futurism, alam semesta adalah segalanya. Maksudnya adalah, ia tidak mengembang terhadap apapun. Ia hanya... ya mengembang. Semua galaksi di alam semesta bergerak menjauh satu sama lain karena setiap wilayah di alam semesta semakin mengembang. Tetapi, tidak ada pusat maupun tepi pengembangan alam semesta.
Yang jelas, itu bukan berarti bahwa alam semesta tidak terbatas, karena pada kenyataannya alam semesta rupanya terbatas. Untuk memahami bagaimana sesuatu yang terbatas tetapi tidak memiliki tepi, bayangkan bahwa alam semesta adalah kain yang membungkus sebuah balon.
Ketika balon mengembang, permukaan kain akan ikut semakin membentang dan setiap titik pada permukaan kain akan bergerak menjauh dari titik lainnya. Makhluk kecil di permukaan kain yang membungkus balon itu tetap bisa berjalan ke manapun, tetapi tidak pernah bisa menemukan ke tepi kainnya. Tidak ada tepi, namun alam semesta memiliki volume yang terbatas.
Ya, ini memang cukup membingungkan.
Mengembang Lebih Cepat dari Perkiraan
Setelah sekelompok astronom melakukan pengamatan terperinci terhadap bintang variabel Cepheid, jenis bintang khusus yang selama ini telah digunakan untuk memperkirakan jarak antargalaksi karena luminositasnya yang tinggi, pengembangan alam semesta dalam teori ternyata berbeda dengan pengamatan yang sesungguhnya.
Studi terbaru dari Teleskop Antariksa Hubble yang telah diterbitkan di The Astrophysical Journal ini sendiri berfokus pada memperkuat estimasi jarak bintang-bintang variabel Cepheid dan meningkatkan nilai konstanta Hubble, pengukuran tingkat pengembangan alam semesta.
Menurut studi tersebut, nilai pengembangan alam semesta ternyata 9 persen lebih tinggi dari yang diperkirakan sebelumnya, yang mana para astronom sebelumnya menggunakan data dari latar belakang gelombang mikro kosmis, radiasi yang dipancarkan 380.000 tahun setelah Big Bang.
Pengukuran baru juga menunjukkan bahwa kemungkinan perbedaan ini hanya memiliki tingkat kesalahan 1:100.000, sebuah peningkatan yang signifikan daripada 1:3.000 pada pengukuran sebelumnya.
"Ketidakcocokan ini telah lama terjadi dan sekarang telah mencapai titik yang benar-benar mustahil untuk menganggap bahwa hal ini hanya kebetulan," kata pemimpin studi ini, Adam Riess, Peraih Nobel dan Profesor Fisika dan Astronomi di Universitas Johns Hopkins.
Ketidakcocokan ini, menurut Riess, terjadi karena masing-masing kelompok astronom mengukur atau meneliti sesuatu yang berbeda secara fundamental. Riess dan rekan-rekannya melakukan pengukuran seberapa cepat alam semesta mengembang hari ini, sementara tim astronom yang lain melakukan prediksi berdasarkan fisika alam semesta awal dan pada pengukuran seberapa cepat seharusnya mengembang.
Jika nilai-nilai yang dihasilkan memang tidak sejalan, ada kemungkinan yang sangat kuat bahwa kita saat ini masih kehilangan suatu hal dalam model kosmologis. Dengan kata lain, kita memerlukan penjelasan fisika yang baru, yang revolusioner.
Yang jelas, saat ini para astronom masih berfokus untuk mengurangi ketidakpastian dalam konstanta Hubble. Pada tahun 2001, nilai ketidakpastian konstanta Hubble adalah 10 persen, lalu turun menjadi 5 persen pada tahun 2009, dan sekarang hanya 1,9 persen dalam penelitian ini.
Tujuan akhir para astronom adalah membawa ketidakpastian ini menjadi 1 persen saja. Salah satu caranya yang paling banyak digunakan adalah dengan meneliti bintang-bintang variabel Cepheid, bintang yang berdenyut dengan periode stabil.
Luminositas bintang-bintang variabel Cepheid telah terdefinisi dengan baik, sehingga memungkinkan para astronom untuk memperkirakan jarak dari bintang-bintang ini, yang pada akhirnya berfungsi sebagai alat kalibrasi untuk mengetahui jarak benda-benda langit yang lebih jauh darinya hanya dengan membandingkan luminositasnya saja.
Fakta menarik:
