Energi gelap adalah salah satu fenomena paling misterius dan tidak diketahui di bidang kosmologi.. Terlepas dari kenyataan bahwa ia mewakili sekitar 70% dari kandungan energi alam semesta, sifatnya yang tepat tetap menjadi misteri.
Dalam artikel ini, Anda akan memiliki kesempatan untuk mengeksplorasi secara mendalam konsep energi gelap, sejarah penemuannya, teori yang mencoba menjelaskannya, dan tantangan yang dihadapi para ilmuwan dalam pencarian mereka untuk memahami teka-teki kosmik ini. Anda tidak dapat melewatkan undangan ini, cari tahu apa itu Energi Gelap: Misteri Perluasan Alam Semesta.
Apa itu energi gelap?
Energi gelap adalah sebuah konsep dalam teori fisika dan kosmologi yang digunakan untuk mendeskripsikan suatu bentuk energi yang tampaknya hadir di seluruh ruang dan terlibat dalam percepatan perluasan alam semesta.
Ini menempati 70% dari ruang kosmik dan sifatnya yang tepat masih belum diketahui. Kita hanya tahu bahwa ia ada dan bagaimana ia berperilaku, dan ini ditunjukkan oleh pengamatan kosmologis yang darinya model teoretis telah dirumuskan yang menjelaskan bagaimana bentuk energi misterius ini memengaruhi organisasi kosmik.
Bagaimana Energi Gelap berperilaku di Alam Semesta?
Pengamatan astronomi menunjukkan hal itu bertanggung jawab atas percepatan perluasan alam semesta sejak kurang lebih 6,145 juta tahun yang lalu bertindak sebagai gaya gravitasi tolak.
Dari kerangka teori relativitas umum yang dirumuskan oleh Albert Einstein, energi gelap dapat dianggap sebagai sumber energi dan massa tambahan yang berkontribusi pada kelengkungan ruang-waktu. Dengan cara ini, energi gelap bisa menjadi konstanta kosmologis, bentuk dari energi vakum yang tetap konstan dalam ruang dan waktu.
Sebaliknya, teori lain mengusulkan energi gelap itu dapat dikaitkan dengan medan energi dinamis, seperti bidang quintessence atau quintessence, yang dapat berubah seiring waktu dan memiliki sifat seperti cairan.
Seperti yang dapat kita lihat, model teoretis bervariasi dan masing-masing menunjuk ke pendekatan yang berbeda dalam upaya menjelaskan sifat bentuk energi aneh ini dan bagaimana perilakunya di alam semesta. Nanti kita akan mendalami model teoritis yang sampai saat ini mencoba menjelaskan apa itu energi gelap.
Energi Gelap dan Materi Gelap tidaklah sama
Penting untuk tidak mengacaukan energi gelap dengan materi gelap, mereka adalah dua konsep yang sangat berbeda dari kosmologi, dan meskipun keduanya membentuk sebagian besar komposisi alam semesta, keduanya memainkan peran yang berbeda.
- Materi gelap adalah salah satu bentuk materi, dan karenanya, massa nyata, yang dengan demikian memberikan pengaruh gravitasi yang kuat pada materi alam semesta yang terlihat.
- Energi gelap, di sisi lain, adalah bentuk energi hipotetis atau berteori. yang keberadaannya hanyalah kesimpulan dari efek yang diberikannya pada perluasan alam semesta yang dipercepat, menghasilkan kekuatan misterius yang sifatnya tidak diketahui. Energi gelap tidak dapat diperlakukan sebagai bentuk energi konvensional dan karena itu merupakan konsep yang lebih sulit dipahami daripada materi gelap.
Kesimpulannya, materi gelap adalah salah satu bentuk materi, sedangkan energi gelap diasosiasikan dengan medan yang menempati seluruh ruang dan lebih melimpah dari materi gelap.
Bagaimana Dark Energy ditemukan?
Dalam beberapa baris berikutnya kita akan melakukan tur singkat tentang sejarah fisika teoretis yang mengarah pada penemuan energi gelap. Kami mulai:
Konstanta Kosmologis Einstein
Menurut Einstein sendiri, konstanta kosmologis "adalah kesalahan terbesarnya". Namun, sains dibangun oleh "akumulasi kesalahan" dan itu memungkinkan kemajuannya. Mungkin "kesalahan" itu adalah perkiraan untuk pengetahuan yang lebih dalam tentang alam semesta.
Albert Einstein mengusulkan konstanta kosmologis untuk mendapatkan solusi stabil persamaan medan gravitasinya, yang mana akan menyebabkan menunjuk ke alam semesta yang berada dalam keadaan stasioner.
Namun, pengamatan Edwin Hubble menunjukkan bahwa alam semesta mengembang., dan di sanalah Einstein menyebut konstanta kosmologis sebagai "kesalahan terbesarnya". Sejarah fisika saat ini berada di awal penemuan penyebab perluasan alam semesta: energi gelap.
Percepatan Perluasan Alam Semesta
Penemuan supernova jauh oleh dua tim astronom pada tahun 1998 menandai tonggak penting dalam sejarah kosmologi, mengarahkan para ilmuwan untuk merumuskan "bagian yang sesuai dengan teka-teki" yang akan menjelaskan percepatan perluasan alam semesta: energi gelap diusulkan sebagai penyebab percepatan itu.
Teori dan Model Penjelasan Energi Gelap
Konstanta Kosmologis dan Energi Vakum
Salah satu teori yang paling diterima untuk menjelaskan energi gelap adalah bahwa energi gelap terkait dengan energi ruang-waktu itu sendiri.
Konstanta kosmologis Einstein dapat diartikan sebagai manifestasi energi vakum., yang memiliki efek tolak pada perluasan alam semesta. Jadi, dari teori relativitas, energi gelap akan memengaruhi "kain ruang-waktu" yang menopang alam semesta, melengkungkannya, dan menyebabkan perluasannya.
Quintessence dan Scalar Fields
Teori lain menunjukkan bahwa energi gelap bisa menjadi salah satu bentuk "intisari", jenis materi yang kepadatan energinya dapat bervariasi dalam ruang dan waktu.
Intisari ini terkait dengan medan skalar, yang kontribusinya terhadap kerapatan energi dapat berubah secara perlahan seiring waktu.
Pengamatan kosmologi menunjukkan adanya Dark Energy
Tipe Ia Supernova
Bukti langsung pertama energi gelap datang dari pengamatan percepatan laju perluasan alam semesta dengan mempelajari supernova tipe Ia. Bintang-bintang sekarat yang cerah ini memungkinkan astronom menghitung jarak ke galaksi induknya dan menentukan seberapa cepat mereka bergerak menjauh dari kami.
Radiasi Latar Belakang Kosmik
Bukti lain keberadaan energi gelap diperoleh melalui pengamatan radiasi latar kosmik, yang merupakan gema termal dari Big Bang. Pengukuran fluktuasi suhu yang tepat dalam radiasi ini memungkinkan para ilmuwan untuk memperkirakan jumlah energi gelap di alam semesta dengan sangat presisi.
Proyek Saat Ini untuk Penelitian Energi Gelap
Survei Energi Gelap (DES)
Survei Energi Gelap adalah proyek pengamatan astronomi yang berupaya mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang energi gelap melalui mengukur distribusi galaksi dan perluasan alam semesta. Proyek ini menggunakan teleskop Victor M. Blanco di Cerro Tololo Inter-American Observatory di Chili untuk melakukan pengamatannya.
Teleskop Antariksa Romawi Nancy Grace
Teleskop Luar Angkasa Romawi Nancy Grace, yang dijadwalkan diluncurkan pada dekade berikutnya, bertujuan untuk mempelajari energi gelap dan memberikan wawasan yang lebih dalam tentang sifatnya. Teleskop luar angkasa ini dirancang untuk bekerja pengukuran yang tepat dari perluasan alam semesta selama waktu kosmik.
Beberapa Penjelasan Alternatif Energi Gelap
Modifikasi Teori Relativitas Umum
Satu kemungkinan untuk menjelaskan energi gelap adalah bahwa teori relativitas umum Einstein tidak berlaku untuk skala kosmologis dan harus dimodifikasi. Namun, hingga saat ini, tidak ada upaya untuk memodifikasi relativitas umum yang mampu menghilangkan energi gelap tanpa melanggar ketentuan lainnya.
Efek Materi Gelap
Penjelasan alternatif lain bisa jadi energi gelap adalah a efek sekunder dari interaksi materi gelap dengan gravitasi dan energi ruang hampa pada skala kosmik. Meski ide ini menarik, masih belum ada bukti pasti yang mendukung hipotesis ini.
Masa Depan Alam Semesta
Alam Semesta yang Terus Berkembang
Jika ada satu hal yang kami yakini, itu adalah bahwa alam semesta mengembang dengan kecepatan yang meningkat dan itu disebabkan oleh "apa" yang oleh para ilmuwan disebut energi gelap.
Kehadiran energi gelap, oleh karena itu, menyiratkan bahwa alam semesta akan terus mengembang di masa mendatang, sepertinya tidak ada yang menghentikan percepatannya. Jadi, di masa depan yang jauh, hampir semua galaksi akan menghilang dari pandangan kita, meninggalkan kita sendirian di alam semesta yang semakin kosong dan gelap. Paling tidak mengganggu, kita tidak tahu apakah spesies manusia akan bertahan untuk melihatnya.
Nasib Dingin dan Gelap?
Jika energi gelap terus mendominasi perluasan alam semesta, mungkin pada akhirnya akan mencapai keadaan yang disebut "kematian panas", di mana semua bintang akan dikonsumsi dan tidak akan ada cukup energi untuk membuat struktur kosmik baru. Dalam skenario ini, alam semesta akan menjadi semakin dingin dan gelap.
Kesimpulannya
Energi gelap adalah salah satu misteri terbesar kosmologi modern. Penemuannya telah membuat para ilmuwan mencari teori dan penjelasan baru untuk teka-teki ini.
Meski belum sepenuhnya dipahami, pencarian pemahaman energi gelap yang lebih baik terus menjadi prioritas dalam penelitian astronomi. Dengan proyek-proyek seperti Dark Energy Survey dan Nancy Grace Roman Space Telescope, Para ilmuwan berharap untuk mengungkap misteri energi gelap dan akhirnya mengungkap sifat sebenarnya dari alam semesta tempat kita hidup.
Bagaimana menurutmu? Nasib dan perilaku alam semesta luar biasa, dan semuanya berkat la Energi Gelap: Misteri Perluasan Alam Semesta.