Apa Materi Gelap? Siapa Penemunya? -->

Advertisement

Apa Materi Gelap? Siapa Penemunya?

Rumput & Kerikil
Minggu, 27 September 2020

Apa Materi Gelap? Siapa Penemunya?

Halo emosi muda,.. Assalamualaikum. Para ilmuwan sendiri masih tidak begitu yakin apa itu materi gelap, dan beberapa ahli mempertanyakan apakah materi itu ada atau cuma teori yang masih mitos?


Apakah Sebenarnya Materi Gelap

Secara teori, materi gelap adalah substansi non-bercahaya misterius yang menyusun sebagian besar materi di alam semesta. Meskipun para ahli telah mengamati efek gravitasi materi gelap selama beberapa dekade, namun para ilmuwan tetap bingung dengan sifat aslinya. 


Siapa yang menemukan materi gelap?

Pada akhir abad ke-19, para astronom mulai berspekulasi tentang materi yang tidak terlihat, baik bintang redup atau gas dan debu yang tersebar di seluruh alam semesta. Para peneliti bahkan mulai memperkirakan massanya, menurut ulasan pada tahun 2018 di jurnal Reviews of Modern Physics. Sebagian besar mengira zat misterius ini adalah komponen kecil dari total massa yang ada di alam semesta.


Baru pada tahun 1933, seorang astronom Swiss-Amerika Fritz Zwicky memperhatikan bahwa renggang galaksi berputar satu sama lain jauh lebih cepat daripada yang semestinya mengingat materi yang terlihat di teleskop. "Jika ini dikonfirmasi, kami akan mendapatkan hasil yang mengejutkan bahwa materi gelap hadir dalam jumlah yang jauh lebih besar daripada materi bercahaya," tulisnya dalam sebuah makalah yang diterbitkan di jurnal Helvetica Physica Acta tahun itu. 


Tetapi banyak orang di bidang ini tetap skeptis terhadap hasil Zwicky hingga di tahun 1970-an, ketika astronom Kent Ford dan Vera Rubin membuat studi terperinci tentang bintang-bintang di wilayah luar galaksi tetangga Andromeda. Bintang-bintang ini mengorbit inti galaksi terlalu cepat, hampir seolah-olah beberapa materi tak terlihat menarik mereka secara gravitasi dan mendorongnya, sebuah pengamatan yang segera disadari para ilmuwan di galaksi-galaksi di seluruh alam semesta. 


Para peneliti tidak tahu terdiri dari apa massa yang tak terlihat ini, dengan beberapa astronom berspekulasi bahwa materi gelap terdiri dari lubang hitam kecil atau objek lainnya yang mengeluarkan terlalu sedikit cahaya untuk muncul di teleskop. Hasilnya semakin aneh pada 1990-an, ketika sebuah teleskop luar angkasa yang disebut Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) menunjukkan bahwa materi gelap ini lebih banyak lima berbanding satu dari materi biasa yang terlihat, menurut NASA.


Mengapa materi gelap tetap menjadi misteri

Survei teleskop tidak pernah dapat menemukan cukup banyak objek kecil ini untuk menjelaskan kelimpahan material yang sangat besar ini. Kebanyakan astronom zaman modern berpikir bahwa materi gelap kemungkinan terdiri dari partikel subatom dengan sifat yang agak berbeda dari proton dan neutron yang dikenal. 


Kandidat yang berkuasa untuk materi gelap disebut Partikel Masif Berinteraksi Lemah (Weakly Interacting Massive Particle atau WIMP). Entitas spekulatif ini tidak ditemukan dalam Model Standar fisika partikel, yang menjelaskan hampir semua partikel dan gaya. WIMP akan lebih mirip dengan neutrino hantu, kecuali beratnya 10 sampai 100 kali lebih berat dari proton. (Massa pasti Neutrino tidak diketahui, tetapi mereka jauh lebih ringan dari elektron). 


Seperti neutrino, WIMP hanya akan berinteraksi dengan dua dari empat gaya fundamental di alam semesta: Gravitasi dan gaya nuklir lemah, yang memediasi peluruhan inti atom radioaktif. Partikel materi gelap ini akan menjadi netral secara elektrik, yang berarti mereka tidak akan berinteraksi dengan elektromagnetisme, dasar cahaya, dan karenanya akan tetap tidak terlihat. 


Fisikawan telah membangun detektor yang sangat besar dan menempatkannya jauh di bawah tanah untuk melindunginya dari gangguan sinar kosmik dalam upaya mendeteksi WIMP, tetapi sejauh ini belum ada eksperimen yang mengungkap bukti keberadaan mereka. Dalam beberapa tahun terakhir, kegagalan ini telah membuat beberapa orang di lapangan mulai bertanya-tanya apakah mereka telah menuju pengejaran partikel liar tanpa akhir. 


Oleh karena itu, beberapa ilmuwan mengalihkan perhatian mereka ke kandidat materi gelap yang lebih baru yang disebut axion, yang akan menjadi sepersejuta atau bahkan sepermiliar massa elektron, demikian Proceedings of the National Academy of Science melaporkan. Partikel-partikel hipotetis ini sangat menarik bagi para peneliti karena mereka juga dapat memecahkan masalah luar biasa lainnya dalam fisika, yang berpotensi berinteraksi dengan neutron untuk menjelaskan mengapa mereka dapat merasakan medan magnet tetapi bukan medan listrik. 


Pada Juni 2020, anggota eksperimen XENON1T yang berbasis di Laboratorium Nasional Gran Sasso di Italia, sebuah detektor yang awalnya dibuat untuk mencoba menangkap WIMP, mengumumkan bahwa mereka telah menemukan sinyal kecil namun tidak terduga yang dapat menjelaskan adanya Axion. Hasilnya mengejutkan komunitas ilmiah, tetapi belum dikonfirmasi oleh eksperimen lainnya. 


Apakah materi gelap itu nyata? 

Ini berarti bahwa para peneliti masih mencari tahu tentang apa itu materi gelap sebenarnya. Beberapa ahli teori bertanya-tanya apakah mereka ada di seluruh sektor gelap alam semesta, dengan banyak partikel dan bahkan kekuatan gelap yang hanya mempengaruhi materi gelap, mirip dengan kompleksitas subatom yang terlihat di kosmos yang terlihat pula.


Pada saat yang sama, sebagian kecil ilmuwan percaya bahwa materi gelap hanyalah fatamorgana. Mereka menganut ide yang dikenal sebagai versi modifikasi dari inersia, atau MOND, yang menduga bahwa pada skala besar, gravitasi bertindak berbeda dari yang diketahui dan ini menjelaskan rotasi yang diamati dari bintang dan galaksi. Tetapi kebanyakan ahli tidak yakin akan perlunya mengambil penyimpangan radikal dari fisika yang dikenal, yang juga membutuhkan modifikasi pada pemahaman kita tentang sebagian besar realitas alam semesta. 


Materi gelap, sepengetahuan apa pun, tidak terkait dengan energi gelap, fenomena misterius lain yang bertanggung jawab untuk percepatan perluasan kosmos. Keduanya hanya berbagi kata "gelap", yang sering digunakan sebagai pengganti oleh para ilmuwan untuk hal-hal yang tidak sepenuhnya mereka pahami. Semoga bermanfaat dan Wassalamualaikum.