Para ilmuwan bisa saja salah mengenai energi gelap. Tapi mereka benar tentang gravitasi, sebuah studi baru menunjukkan.
Energi gelap, fenomena misterius yang menyebabkan percepatan perluasan kosmos, secara luas dianggap memiliki kepadatan yang konstan sepanjang sejarah alam semesta. Namun energi gelap mungkin malah semakin berkurang, para peneliti dari kolaborasi Instrumen Spektroskopi Energi Gelap, atau DESI, melaporkan pada 19 November dalam sejumlah makalah yang diposting ke situs web proyek dan arXiv.org.
Temuan ini menegaskan kembali laporan bulan April dari tim yang sama yang sampai pada kesimpulan serupa (SN: 4/4/24). Pada saat yang sama, analisis baru – tinjauan yang lebih menyeluruh terhadap data yang sama yang digunakan dalam laporan sebelumnya – menegaskan bahwa data DESI sesuai dengan relativitas umum, teori gravitasi Albert Einstein, dan tidak ada bukti alternatif, teori “gravitasi yang dimodifikasi”.
DESI membuat peta 3D galaksi di seluruh kosmos. Analisis proyek sebelumnya hanya berfokus pada satu jenis informasi yang diperoleh dari peta tersebut: osilasi akustik baryon, gelombang suara di alam semesta awal yang meninggalkan jejak di kosmos yang terlihat saat ini (SN: 3/4/19).
Analisis baru ini menambahkan informasi tentang bagaimana galaksi dan struktur lainnya berevolusi sepanjang sejarah kosmik. “Ini pertama kalinya kami peka terhadap bagaimana struktur tumbuh seiring berjalannya waktu,” kata kosmolog Dragan Huterer dari Universitas Michigan di Ann Arbor. “Hal ini penting karena pertumbuhan struktur diketahui sangat sensitif terhadap energi gelap dan gravitasi yang dimodifikasi.”
Dalam kedua analisis tersebut, para peneliti menemukan tanda-tanda variasi persamaan keadaan energi gelap, hubungan antara tekanan dan kepadatannya dari waktu ke waktu. “Kami menunjuk pada kesimpulan yang sama, dan ini… benar-benar meyakinkan,” kata kosmolog Pauline Zarrouk dari CNRS dan Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies di Paris. Karena kedua analisis tersebut didasarkan pada data yang sama, “jika kita tidak melihat (kesimpulan) yang sama, itu akan menjadi masalah.” (Dalam kedua kasus tersebut, tim menggabungkan data DESI dengan data kosmologis lainnya, termasuk data latar belakang gelombang mikro kosmik, cahaya tertua di alam semesta.)
Dengan hasil pertama, para peneliti DESI berusaha sekuat tenaga, kata fisikawan Daniel Scolnic dari Duke University. “Mereka tidak akan mundur dari hal itu. Seringkali ketika ada hasil besar dalam kosmologi, rasanya seperti sebulan kemudian… hasilnya hilang.” Namun dengan DESI, “mereka masih kesulitan. Saya sangat menghormati dan menghargainya.”
Jika energi gelap dipastikan bervariasi, hal ini akan menimbulkan guncangan pada kosmologi, menggulingkan teori yang diterima para ilmuwan, model kosmologis standar. Teori tersebut sangat berhasil dalam mendeskripsikan kosmos, namun teori tersebut mencakup komponen-komponen yang kurang dipahami, seperti energi gelap dan sumber massa tak dikenal yang disebut materi gelap (SN: 26/8/24).
Dalam upaya untuk memberikan penjelasan yang lebih memuaskan tentang kosmos, beberapa ilmuwan mengubah relativitas umum, yang menggambarkan gravitasi sebagai akibat dari pelengkungan massa ruang-waktu. Teori gravitasi yang dimodifikasi berpotensi menghilangkan kebutuhan akan materi gelap atau energi gelap (SN: 7/5/24). Namun pembentukan struktur yang diamati DESI konsisten dengan prediksi relativitas umum. Dan tidak ada bukti adanya modifikasi gravitasi, meskipun teori tersebut tidak sepenuhnya dikesampingkan.
Dalam studi baru ini, masih ada teka-teki tentang massa neutrino, partikel subatom ringan yang banyak terdapat di kosmos. Seperti analisis pertama DESI, temuan baru ini menunjukkan bahwa jumlah massa ketiga jenis neutrino lebih kecil dari yang diharapkan, setidaknya dalam beberapa hal (SN: 20/9/24). Hal ini mungkin mengisyaratkan bahwa para kosmolog telah salah memahami tentang sifat kosmos atau tentang neutrino itu sendiri.
Pada tahun 2025, kolaborasi DESI berencana merilis hasil berdasarkan data tiga tahun pertama proyek. Ini akan menjadi ujian nyata seberapa kuat hasilnya, termasuk apakah energi gelap memang berubah seiring waktu.
Scolnic membayangkan model kosmologis standar sebagai api unggun. Sementara para ilmuwan menikmati duduk-duduk di sekitar cahaya hangat, dengan hasil DESI, percikan api mulai terlihat. “Ini adalah saat Anda memberi tahu semua orang, ‘Mari kita mundur selangkah dari api unggun, agar aman. … Kami tidak menyalahkan semuanya, tapi yang pasti hanya mundur satu langkah.’”
Sumber
