Misteri Perluasan Alam Semesta

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Sedikit lebih dari seratus tahun yang lalu, tidak ada seorang pun di planet kita yang tahu bahwa Alam Semesta sedang mengembang. Namun terlepas dari semua masalah dan kemalangan yang dibawa abad kedua puluh kepada umat manusia, abad inilah yang ditandai dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam waktu yang sangat singkat, kami telah belajar lebih banyak tentang dunia dan Semesta daripada sebelumnya.

Gagasan bahwa alam semesta kita telah mengembang selama 13,8 miliar tahun terakhir pertama kali diusulkan oleh fisikawan Belgia Georges Lemaitre pada tahun 1927. Dua tahun kemudian, astronom Amerika Edwin Hubble mampu mengkonfirmasi hipotesis ini. Dia menemukan bahwa setiap galaksi bergerak menjauh dari kita dan semakin jauh, semakin cepat itu terjadi. Saat ini, ada banyak cara di mana para ilmuwan dapat memahami seberapa cepat alam semesta kita mengembang dalam ukuran. Berikut angka-angka yang didapat peneliti dalam proses pengukuran, setiap kali ternyata berbeda. Tapi kenapa?

Misteri terbesar alam semesta

Seperti yang kita ketahui sekarang, ada hubungan erat antara jarak ke galaksi dan seberapa cepat ia surut. Jadi, katakanlah, sebuah galaksi pada jarak 1 megaparsec dari planet kita (satu megaparsec kira-kira sama dengan 3,3 juta tahun cahaya) bergerak menjauh dengan kecepatan 70 kilometer per detik. Dan galaksi yang sedikit lebih jauh, pada jarak dua megaparsec, bergerak dua kali lebih cepat (140 km / s).

Menarik juga bahwa saat ini ada dua pendekatan utama untuk menentukan usia Alam Semesta, atau, secara ilmiah, Konstanta Hubble. Perbedaan antara kedua kelompok adalah bahwa satu set metode melihat objek yang relatif dekat di alam semesta, sementara yang lain melihat objek yang sangat jauh. Namun, tidak peduli metode apa yang digunakan para ilmuwan, hasilnya berbeda setiap saat. Ternyata kita melakukan sesuatu yang salah, atau di suatu tempat yang jauh di Semesta, sesuatu yang sama sekali tidak diketahui sedang terjadi.

Dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di server pracetak airxiv.org, para astronom yang mempelajari galaksi terdekat menggunakan metode cerdas untuk mengukur perluasan alam semesta yang disebut fluktuasi kecerahan permukaan. Itu nama yang bagus, tapi itu termasuk ide yang sebenarnya intuitif.

Bayangkan Anda sedang berdiri di tepi hutan, tepat di depan sebatang pohon. Karena Anda sangat dekat, Anda hanya melihat satu pohon di bidang penglihatan Anda. Tetapi jika Anda mundur sedikit, Anda akan melihat lebih banyak pohon. Dan semakin jauh Anda pergi, semakin banyak pohon akan muncul di depan mata Anda. Hal yang sama terjadi dengan galaksi yang diamati para ilmuwan dengan teleskop, tetapi jauh lebih rumit.

Bagaimana Anda mengetahui tingkat ekspansi Alam Semesta?

Untuk mendapatkan statistik yang baik, para astronom mengamati galaksi yang cukup dekat dengan Bumi, sekitar 300 juta tahun cahaya atau lebih dekat. Namun, ketika mengamati galaksi, perlu memperhitungkan debu, latar belakang galaksi, dan gugus bintang yang dapat dilihat pada gambar yang diambil dengan teleskop.

Namun, alam semesta memang licik. Sejak 1990-an, para astronom telah melihat bahwa bintang-bintang yang meledak sangat jauh selalu lebih jauh dari yang ditunjukkan oleh pengukuran sederhana. Ini membuat mereka percaya bahwa alam semesta sekarang berkembang lebih cepat dari sebelumnya, yang, pada gilirannya, mengarah pada penemuan energi gelap - kekuatan misterius yang mempercepat ekspansi universal.

Seperti yang ditulis oleh penulis karya ilmiah, ketika kita melihat objek yang sangat jauh, kita melihatnya seperti di masa lalu, ketika alam semesta masih muda. Jika tingkat ekspansi Semesta saat itu berbeda (katakanlah, 12-13,8 miliar tahun yang lalu) daripada sekarang (kurang dari satu miliar tahun yang lalu), kita bisa mendapatkan dua nilai yang berbeda untuk Konstanta Hubble. Atau mungkin bagian yang berbeda dari alam semesta berkembang pada tingkat yang berbeda?

Tetapi jika tingkat ekspansi telah berubah, maka usia alam semesta kita sama sekali tidak seperti yang kita pikirkan (ilmuwan menggunakan tingkat ekspansi alam semesta untuk melacak usianya). Ini, pada gilirannya, berarti bahwa alam semesta memiliki ukuran yang berbeda, yang berarti waktu yang dibutuhkan untuk sesuatu terjadi juga akan berbeda.

Jika Anda mengikuti rantai penalaran ini, maka pada akhirnya ternyata proses fisik yang terjadi di alam semesta awal terjadi pada waktu yang berbeda. Ada juga kemungkinan bahwa proses lain terlibat yang mempengaruhi laju ekspansi. Secara umum, ada semacam kekacauan. "Dari sini kita tidak cukup memahami bagaimana alam semesta berperilaku, atau kita mengukurnya secara tidak benar," para penulis catatan studi tersebut.

Bagaimanapun, Konstanta Hubble adalah topik yang hangat diperdebatkan di komunitas astronomi. Studi baru, bagaimanapun, telah menambahkan lebih banyak pertanyaan, sehingga perjuangan melawan ketidakpastian akan lama. Suatu hari, tentu saja, pemahaman kita tentang kosmos akan berubah. Tetapi ketika itu terjadi, para kosmolog harus mencari hal lain untuk diperdebatkan. Apa yang pasti akan mereka lakukan.