Energi Gelap, 9 Miliar Tahun Lalu
Para astronom yang memanfaatkan Teleskop Antariksa Hubble telah mengkonfirmasi bahwa energi gelap — gaya tolak misterius yang menyebabkan percepatan pengembangan alam semesta — juga telah ada pada masa awal terbentuknya kosmos. Penemuan ini menambah bukti-bukti keberadaan energi gelap hingga 9 miliar tahun lalu, suatu waktu dimana kebanyakan galaksi telah membentuk dan alam semesta masih berada pada tahap pembentukan formasi bintang.
Para astronom telah lama mengetahui bahwa galaksi bergerak saling menjauh satu sama lain. Namun demikian, dalam satu dekade terakhir, para ilmuwan telah dikejutkan oleh penemuan bahwa tingkat pengembangan alam semesta telah mengalami percepatan, bukannya melambat akibat tarikan gravitasional sebagaimana yang seharusnya terjadi.
Adam Riess dari Space Telescope Science Institute dan John Hopkins University bersama dengan para anggota High-z Supernova Team dan Supernova Cosmology Project pertama kali mendeteksi adanya percepatan melalui observasi terhadap sebagian kecil dari supernova jauh tipe Ia pada 1988. Ledakan bintang yang melibatkan bintang kerdil putih ini juga dikenal sebagai piranti ukur standar yang sempurna karena semua supernova tipe Ia dipercaya memiliki kecerlangan intrinsik yang sama. Karena itu, kecerlangan tampak dari suatu supernova tipe Ia adalah indikator yang tepat untuk menentukan jaraknya.
Citra teleskop Hubble yang menunjukkan supernova HST04YOW (dengan nama sebutan “Yowie”) sebelum dan sesudah meledak (gambar: NASA/STSCI)
Sesuatu seperti apa di alam semesta yang bisa menyebabkan galaksi mengalami percepatan saat menjauh satu sama lain? Apabila alam semesta berlaku seperti permainan tarik tambang, dengan gravitasi pada salah satu ujung talinya, apa yang menariknya di ujung yang lain? Para astronom menyebut energi misterius itu sebagai energi gelap (dark energy). Dalam kebanyakan kalkulasi, energi gelap menyusun sekitar 70% dari massa-energi di alam semesta.
Untuk mempelajari bagaimana energi gelap berlaku di masa lampau, suatu tim yang dipimpin oleh Riess telah mengumpulkan berbagai ciri dari 23 supernova terjauh yang dikenali. Para peneliti memanfaatkan supernova ini, yang meledak antara 3,5 hingga 10 miliar tahun lalu, untuk mengukur tingkat pengembangan alam semesta di masa awal, dan bagaimana energi gelap mempengaruhinya.
Teori energi gelap baru belakangan ini menjadi “anak emas” dari kosmologi, walaupun Einstein telah meramalkan keberadaannya hampir 100 tahun lalu dalam teori relativitas umum. Anggota tim, Mario Livio, dari Space Telescope Scince Institute menjelaskan pentingnya penemuan ini: “Kita tahu bahwa energi gelap mendominasi alam semesta sekarang, dan bahwa gravitasi mendominasi lebih dari 5 miliar tahun lalu, tapi kita tidak tahu apakah energi gelap eksis pada 9 miliar tahun lalu, atau apakah sifat-sifatnya telah berubah. Penemuan ini menunjukkan bahwa energi gelap telah ada pada masa itu dan sifatnya masih serupa dengan sekarang.” Sebabagai tambahan, para ilmuwan teleh mengkonfirmasi bahwa supernova tipe Ia telah ada pada masa awal keberadaan alam semesta, dengan sifat yang serupa dengan yang ada sekarang. Hal ini memperkuat kegunaannya sebagai peralatan kunci untuk mengukur tingkat pengembangan alam semesta.
Observasi tersebut juga mengkonfirmasikan bahwa alam semesta di masa awal didominasi oleh materi dimana gravitasi memperlambat tingkat pengembangan alam semesta, sebelum kemudian alam semesta mulai mengembang semakin cepat pada 6 miliar tahun lalu. Hal inilah yang diyakini para astronom dimana gaya tolak energi gelap melampaui besarnya tarikan gravitasi. Dalam suatu “sentakan kosmis”, alam semesta serta merta berubah dari perlambatan menuju percepatan.
Walaupun hasil terakhir belum mengijinkan para ilmuwan untuk melahirkan teori kosmologis yang spesifik, data terbaru ini konsisten dengan teori Einstein mengenai konstanta kosmologis, suatu besaran dari kerapatan energi di kosmos. Nilai dari konstata kosmologis dalam persamaan Einstein menentukan apakah alam semesta punya cukup massa agar gravitasi dapat menarik dan menyatukan semuanya, terus mengembang selamanya, atau pengembangan alam semesta suatu saat akan berhenti. “Kita masih belum dapat mengurangi alternantif yang ada,” tegas Riess, “namun penemuan ini konsisten dengan persamaan negatif dari parameter awal sama dengan hingga minus 1, yang artinya bahwa gravitasi dapat memiliki gaya tolak.
Diperlukan lebih banyak penelitian dengan memanfaatlan teleskop berbasis antariksa sebelum para ilmuwan dapat memahami apa itu sebenarnya energi gelap. “Petunjuk terakhir kita bahwa sesuatu yang kita sebut energi gelap mulai menunjukkan keberadaannya pada 9 miliar tahun lalu. Tetapi tiap petunjuk yang kita kumpukan akan membantu kita dalam menyatukan puzzle dan melihat skenario apa yang tengah berlaku,” jelas Riess. (hubblesite.org)
