Energi Gelap

Jagat raya bisa dibayangkan seperti adonan di dalam oven yang sedang mengembang menjadi roti. Namun, sementara kita tahu adonan itu akan berhenti mengembang dan mencapai bentuk terakhirnya, yaitu roti, “adonan” alam semesta, sejak mengembang pertama kali – tepatnya: meledak – sekitar 13 triliun tahun silam, hingga kini belum berhenti mengembang. Batas-batas alam semesta belum bisa ditentukan sehingga kita belum tahu bagaimana “bentuk akhir”-nya.

Kita juga telah lama tahu, panaslah yang menyebabkan adonan mengembang menjadi roti. Tetapi baru akhir-akhir ini para ilmuwan bisa memastikan kekuatan apa yang membuat alam semesta mengembang. Mereka menyebutnya Energi Gelap (Dark Energy). Menariknya, menurut space.com, energi gelap itu menyebabkan jagat raya mengembang dengan kecepatan yang semakin lama semakin meningkat. Sebelumnya, para ilmuwan percaya, gravitasi telah meredam kecepatan perkembangan alam semesta, atau paling tidak membuat kecepatan perkembangan itu tetap sama.

Keyakinan Awal: Perkembangan Alam Semesta yang Melambat

Gravitasi menyebabkan sebuah benda angkasa menarik massa dari lingkungan di sekelilingnya. Benda-benda langit bermassa besar, dengan gaya gravitasinya, menarik benda-benda langit yang bermassa lebih kecil. Tetapi benda-benda yang bermasa lebih kecil itu juga memiliki gravitasinya sendiri, dan punya kekuatan untuk menarik massa di sekelilingnya juga, sehingga sebenarnya benda langit bermassa besar dan bermassa kecil saling tarik menarik.

Gerakan saling menarik itu “selesai” dengan dicapainya keseimbangan antarmassa di mana benda yang bermassa lebih kecil tidak tertarik sepenuhnya ke arah benda yang bermassa lebih besar – kalau itu terjadi, benda yang bermassa lebih kecil akan menumbuk benda yang massanya lebih besar dan kemudian akan hancur. Keseimbangan itu menyebabkan benda yang bermassa lebih kecil mengedari benda yang bermassa lebih besar dalam jarak dan lintasan yang “aman”: tidak sepenuhnya tertarik tetapi juga tidak sepenuhnya terlepas dari gravitasi benda yang massanya lebih besar.

Maka bulan pun mengorbit Bumi, Bumi mengorbit matahari, matahari mengorbit galaksi Bima Sakti, dan seterusnya, tanpa pernah bertabrakan. Hanya asteroid, yang massanya sangat kecil itu, yang akhirnya kalah dalam tarik menarik dan akhirnya menabrak benda bermassa besar yang menariknya. Karena mengarahkan daya gravitasinya untuk saling menarik itulah maka pergerakan benda-benda langit ke arah luar (gerakan mengembang) menjadi lebih lambat atau rata-rata kecepatannya tetap.

Penemuan Energi Gelap 

Pada tahun 1998, sebuah tim yang dipimpin oleh Brian Schmidt dari Australian National University, Canberra, dan astrofisikawan Adam Riess dari John Hopkins University, menemukan bukti yang bertentangan dengan keyakinan awal itu: alam semesta terus mengembang dengan kecepatan yang semakin meningkat. Kenapa bisa begitu?

Tim pimpinan Schmidt bekerja dengan cara mengukur kecerahan warna supernova (atau supernovae, yaitu bintang-bintang yang meledak). Supernova itu dijadikan sebagai semacam rambu-rambu lampu (lamppost) untuk mengukur jarak. Tim mengamati berbagai supernova, yang berada pada jarak yang berbeda-beda, untuk menentukan seberapa cepat supernova-supernova itu menjauh dari kita. Penentuan kecepatan ini dilakukan dengan menerapkan Efek Doppler (Doppler Effect atau Doppler Shift - dalam tulisan lain di blog ini, istilah tersebut diterjemahkan secara bebas menjadi Pergeseran Doppler).

Efek Doppler menyatakan bahwa gelombang yang dipancarkan oleh sebuah objek akan memampat (merapat) ketika objek tersebut mendekati pengamat. Ketika benda itu semakin jauh dari si pengamat, maka gelombangnya akan semakin mengembang. Analoginya begini: sirene ambulans akan menjadi semakin kencang ketika ambulans itu semakin dekat dengan kita, tetapi akan menjadi semakin sayup ketika ambulans itu semakin jauh.

Hasil pengukuran tim pimpinan Schmidt sama persis dengan hasil pengukuran tim lain yang dipimpin oleh Saul Perlmutter, astrofisikawan dari Lawrence Barkeley Laboratory dari University of California, Berkeley. Warna merah yang dipancarkan oleh supernova-supernova itu semakin lama semakin pudar. Artinya, supernova-supernova itu bergerak menjauh dan membuktikan bahwa alam semesta memang mengembang. Tetapi, yang mengejutkan, gerakan menjauh itu semakin lama semakin cepat.

Untuk menjelaskan fenomena ini, para ilmuwan menengok lagi pada ide Einstein yang pernah dianggap sebagai ide yang salah. Ide itu menyatakan bahwa ruang hampa di alam semesta mengandung energi yang mampu bergerak dan mempercepat pengembangan alam semestas. Einstein sendiri menyebut ide ini sebagai konstanta kosmologis dan merujuknya sebagai “biggest blunder” (blunder terbesar). Kini, konstanta kosmologis – energi gelap – merupakan salah satu teori yang paling diandalkan untuk menerangkan mengapa alam semesta mengembang seperti balon dengan kecepatan yang meningkat.

Materi Gelap
Energi gelap kadang-kadang dirancukan dengan materi gelap. Keduanya tentu berbeda. Materi gelap adalah sebuah bentuk materi yang masih berupa hipotesis. Materi ini tidak berinteraksi dengan cahaya sehingga tidak bisa dilihat. Astronom membuktikan kehadirannya dengan cara menentukan tarikan gravitasinya terhadap bintang-bintang di berbagai galaksi.

Materi gelap dan energi gelap menyusun bagian terbesar dari massa jagat raya. Ini sesuai dengan persamaan Einstein yang terkenal: E=MC2, yang menetapkan bahwa materi dan energi merupakan dua bentuk yang berbeda dari satu entitas yang sama. Energi gelap dianggap menyusun sekitar 74% dari total alam semesta, materi gelap menyusun 22% dan materi normal yang kasat mata menyusun 4% saja. Walaupun demikian, dailygalaxy.com memberikan persentase yang berbeda: 70% energi gelap, 25% materi gelap, dan 5% materi normal.

Penemuan energi gelap menambah keyakinan orang-orang yang percaya tentang adanya alam semesta yang berganda (multiple universe). Menurut ide ini, dunia yang kita tinggali saat ini hanya merupakan salah satu saja dari banyak sekali dunia yang jumlahnya tak berhingga di mana ketetapan dan kondisinya berbeda-beda. Bisa jadi ada alam semesta lain di mana energi gelap tidak ada dan alam semesta berkembang semakin lambat. Mungkin itulah sebabnya mengapa alam semesta kita ini begitu aneh dan mengagumkan.

Kali lain, jika sedang makan roti, mungkin kita bisa membayangkan sedang menelan jagat raya dan apa yang kita telan itu masih mengembang di dalam perut kita. Tentu kita akan menjadi semakin gendut.