Energi Gelap Bisa Mengintai di Ruang Angkasa - Sebuah studi baru dapat membantu mengungkapkan sifat energi
gelap, zat misterius yang mendorong alam semesta untuk berkembang ke luar.
Energi gelap dapat muncul dari fluktuasi dalam ketiadaan ruang kosong, sebuah
hipotesis baru menunjukkan.
Gagasan itu, pada gilirannya, juga bisa menjelaskan mengapa
konstanta kosmologis, konstanta matematika yang disimpulkan Albert Einstein
namun terkenal disebut "kesalahan terbesar dalam hidupnya," mengambil
nilainya.
Studi baru tersebut mengusulkan bahwa ekspansi didorong oleh
fluktuasi energi yang dibawa oleh ruang hampa udara, atau wilayah yang tidak
memiliki materi. Fluktuasi tersebut membuat tekanan yang memaksa ruang angkasa
untuk berkembang, membuat materi dan energi menjadi kurang padat seperti zaman
semesta, kata rekan penulis studi Qingdi Wang, seorang mahasiswa doktoral di
University of British Columbia (UBC) di Kanada.
Mempercepat alam semesta
Ilmuwan menyebut kekuatan yang mendorong alam semesta untuk
memperluas konstanta kosmologis (meski bukan "kekuatan" dalam
pengertian yang ketat). Konstanta ini adalah densitas energi dari ruang itu
sendiri. Jika lebih besar dari nol, maka persamaan relativitas Einstein, yang
menggambarkan struktur ruang-waktu, menyiratkan alam semesta yang meluas. Pada
akhir 1990-an, pengukuran supernova jauh menunjukkan bahwa alam semesta semakin
cepat, tidak hanya berkembang. Ahli kosmologi menyebut energi yang mendorong
akselerasi energi gelap. Apapun energi gelapnya, ia merosot lebih lambat
daripada materi atau materi gelap, dan tidak mengelompokkan cara yang salah
satu dari mereka melakukannya di bawah pengaruh gravitasi.
Akselerasi ini menjadi pertengkaran besar bagi fisikawan,
karena bertentangan dengan prediksi teori medan kuantum, kerangka teoritis yang
menggambarkan interaksi partikel subatom terkecil. Teori medan kuantum
memprediksi energi vakum yang begitu besar sehingga alam semesta seharusnya
tidak ada sama sekali, kata Lucas Lombriser, rekan postdoctoral di Royal
Observatory, Edinburgh, di Skotlandia, yang tidak terlibat dalam studi baru
ini. Perbedaan ini disebut masalah konstanta kosmologis "lama", dan
fisikawan umumnya berpikir bahwa begitu fisika baru ditemukan, konstanta
kosmologis akan hilang; Perluasan akan dijelaskan dengan cara lain.
Namun, ketika ilmuwan menemukan percepatan ekspansi, muncul
masalah baru. Menurut perhitungan teoritis, konstanta kosmologis harus
berukuran 50 sampai 120 lipat lebih besar dari pada, dengan tingkat ekspansi
yang sangat besar, kata Lombriser.
Intinya, kepadatan energi alam semesta (berapa banyak energi
yang ada per satuan volume) harus sangat besar, dan jelas tidak.
Fluktuasi di ruang kosong
Pekerjaan baru tidak hanya membahas tentang energi gelap apa
tapi mengapa tingkat ekspansi universal memiliki nilai yang dimilikinya.
"Semua orang ingin tahu energi gelap apa," kata
Wang pada Live Science. "Saya mempertimbangkan kembali pertanyaan ini
dengan lebih hati-hati," dari perspektif kepadatan energi semesta.
Wang dan rekan-rekannya menganggap bahwa teori lapangan
kuantum modern benar mengenai kepadatan energi yang sangat besar, namun
fluktuasi vakum, atau pergerakan ruang kosong, sangat besar pada skala kecil,
mendekati apa yang disebut dengan panjang Planck, atau 1,62 × 10 ^ minus 35 meter.
Itu sangat kecil sehingga proton 100 juta trilyun kali lebih besar.
"Setiap titik di ruang angkasa akan melalui ekspansi
dan kontraksi," katanya. "Tapi tampilannya mulus seperti meja
terlihat mulus dari tempat yang jauh."
Fluktuasi vakum, dalam formulasi Wang, seperti anak-anak
yang sedang berayun memompa kaki mereka. Meskipun tidak ada yang mendorong
mereka, mereka berhasil memberi energi ekstra pada ayunan, membuat ayunan naik
lebih tinggi daripada yang seharusnya. Fenomena ini disebut resonansi parametrik,
yang pada dasarnya berarti beberapa bagian sistem - ekspansi dan kontraksi,
atau ayunan kaki anak - berubah seiring berjalannya waktu. Dalam kasus ini,
kepadatan sebagian kecil alam semesta berubah, kata Wang.
Karena fluktuasi adalah sedikit dari alam semesta yang
meluas dan berkontraksi, resonansi mungil ini bertambah pada skala kosmologis,
katanya. Jadi alam semesta mengembang. (Ekspansi dan kontraksi ruang tidak
melanggar undang-undang konservasi, karena ruang itu sendiri sedang melakukan
perluasan).
Sebagai hasil dari pendekatan Wang, tidak perlu ada bidang
baru, seperti beberapa model energi gelap. Sebaliknya perluasan alam semesta
kira-kira sama seperti yang sudah diprediksi oleh teori medan kuantum.
Pengamatan dibutuhkan
Sementara ide Wang bagus, itu tidak berarti itu adalah akhir
dari cerita, kata Lombriser. Pertanyaannya adalah apakah pengamatan alam
semesta membawa teori ini keluar, katanya.
"Sejauh ini, mereka dapat berargumentasi bahwa kontribusi vakum ada di rata-rata yang tepat untuk apa yang diamati (yang jika dipegang, sudah sukses besar)," kata Lombriser dalam sebuah email. "Mereka belum membuat prediksi yang akurat untuk nilai yang teramati, tapi ini adalah sesuatu yang ingin mereka selidiki lebih lanjut dalam pekerjaan masa depan mereka."
Fisikawan lainnya lebih skeptis.
"Pada skala energi tinggi ini, relativitas umum klasik tidak akan berjalan lama, tapi itulah yang mereka gunakan. Jadi, aproksimasi mereka menarik, tapi tidak dibenarkan dengan benar, karena dalam batas ini, seseorang harus menggunakan gravitasi kuantum (gravitasi kuantum) Sebuah teori yang tidak kita miliki), "Sabine Hossenfelder, seorang peneliti di Frankfurt Institute for Advanced Studies di Jerman, mengatakan kepada Live Science melalui email.
"Makalah ini hanyalah langkah awal dalam prosesnya," kata rekan penulis studi William Unruh, seorang fisikawan di UBC. "Tapi saya pikir jalan itu layak dikejar, karena hasil kami sugestif."
Demikian penjelasan mengenai Energi Gelap Bisa Mengintai di Ruang Angkasa. Semoga artikel ini bermanfaat.
Demikian penjelasan mengenai Energi Gelap Bisa Mengintai di Ruang Angkasa. Semoga artikel ini bermanfaat.
EmoticonEmoticon