Misteri 'Materi Gelap' dan 'Energi Gelap' dalam Alam Semesta

Banyak hal belum terungkap di semesta. (Foto: Thinkstock)

Alam semesta begitu luas, besar, dan misterius. Segala sesuatu di bumi dan segala yang pernah kita amati: planet, bintang, galaksi, atau semua materi normal ternyata menghasilkan kurang dari 5% massa alam semesta. Bahkan, kalau dipikir-pikir, mungkin seharusnya tidak bisa disebut ‘materi normal’ sama sekali, karena hanya merupakan bagian kecil dari alam semesta.

Hal di atas mungkin merupakan fakta paling mengejutkan pada abad ke-20. Lalu, jika semua itu hanya kurang dari 5%, apa sisanya--sebanyak lebih dari 95%?

Sisa alam semesta nampak terbuat dari zat misterius yang tak terlihat, yang disebut materi gelap, sebanyak 23 persen. Dan sebagian besarnya, sekitar 73%, adalah kekuatan yang menolak gravitasi, dikenal sebagai energi gelap. Berikut gambarannya dalam diagram lingkaran:

Ilustrasi Frekuensi Materi Gelap dan Energi Gelap (Foto: en.wikipedia.org)

Jelas bahwa energi gelap jauh mendominasi tatanan alam semesta ini. Jarak antara materi gelap dengan semua materi yang telah kita amati saja sangat jauh persentasenya. Jumlah materi yang tidak bisa menghasilkan cahaya, seperti planet, satelit, atau asteroid, di seluruh alam semesta ditambah dengan materi yang mampu menghasilkan cahaya seperti bintang saja benar-benar tidak mencapai 5%. Mencengangkan.

Bisa dibayangkan, kan, betapa misteriusnya alam semesta kita?

Materi Gelap

Materi gelap adalah materi yang tidak dapat dideteksi dari radiasi yang dipancarkan atau penyerapan radiasi yang datang ke materi tersebut, tetapi kehadirannya dapat dibuktikan dari efek gravitasi materi-materi yang tampak seperti bintang dan galaksi.

Ilmuwan belum melihat materi gelap secara langsung. Tapi para ilmuwan yakin akan eksistensi materi gelap karena efek gravitasi yang terlihat pada galaksi dan gugus galaksi. Mereka menduga bahwa ledakan Big Bang menciptakan suatu partikel subatom tak terlihat yang tak terkira jumlahnya.

Ilustrasi Materi Gelap (Foto: en.wikipedia.org)

Sejak 1933 atau sekitar 85 tahun lalu ketika materi gelap ditemukan secara teoretis, para astronom berjuang mencari tahu mengenai partikel pembentuk materi gelap di alam semesta. Bahkan, ketika para peneliti menemukan bahwa galaksi bernama Abell 3827 memiliki materi gelap yang merespons gaya yang lebih kuat daripada gaya gravitasi, teori mengenai pembentuk partikel gelap di alam semesta pun kembali mencuat.

WIMPS (weakly interacting massive particles) atau partikel lemah berukuran besar yang saling berinteraksi di alam semesta diduga peneliti sebagai pembentuknya. Jika gravitasi bekerja dengan ‘menarik’, partikel ini justru mendorong partikel lain, seperti efek gaya nuklir.

Hipotesis lain--yang lebih utama--adalah materi gelap terdiri dari partikel eksotis yang tidak berinteraksi dengan materi normal atau cahaya, namun tetap memberikan tarikan gravitasi. Beberapa kelompok ilmiah, termasuk satu di CERN's Large Hadron Collider, saat ini bekerja untuk menghasilkan partikel materi gelap untuk studi di lab.

Energi Gelap

Energi gelap bahkan lebih misterius daripada materi gelap. Penemuannya pada 1990-an mengejutkan para ilmuwan.

Dalam kosmologi, energi gelap adalah suatu bentuk hipotesis dari energi yang mengisi seluruh ruang dan memiliki tekanan negatif yang kuat. Menurut teori relativitas umum, efek dari adanya tekanan negatif secara kualitatif serupa dengan memiliki gaya pada skala besar yang bekerja secara berlawanan terhadap gravitasi.

Sebelumnya, fisikawan menganggap bahwa gaya gravitasi yang menarik akan memperlambat perluasan alam semesta dari waktu ke waktu. Tapi ketika dua tim independen mencoba mengukur laju perlambatan, mereka menemukan bahwa ekspansi tersebut benar-benar melaju kencang.

Ilustrasi Energi Gelap (Foto: en.wikipedia.org)

Tidak seperti materi gelap, ilmuwan tidak memiliki penjelasan yang masuk akal untuk energi gelap. Menurut satu gagasan, energi gelap adalah jenis kekuatan fundamental kelima--yang sebelumnya tidak diketahui, yang disebut saripati--yang mengisi alam semesta seperti cairan.

Banyak ilmuwan juga telah menunjukkan bahwa sifat yang dikenal dari energi gelap konsisten dengan konstanta kosmologis--suatu energi yang kerapatannya tetap dan secara homogen mengisi ruang. Namun, kita masih tidak tahu lebih jauh tentang ‘kekuatan’ tersebut seperti apa, apa yang berinteraksi dengannya, atau mengapa hal itu ada.

Jadi, misteri masih berlanjut.