Penasaran, 10 Pertanyaan Materi Gelap yang Belum Terjawab
ilustrasi gelapnya luar angkasa (pixabay.com/Hans)
Follow IDN Times untuk mendapatkan informasi terkini. Klik untuk follow WhatsApp Channel & Google News
Pada 1933, seorang ilmuwan asal Swiss, Fritz Zwicky, melihat bahwa galaksi yang berada dalam gugusan jauh mengorbit satu sama lain lebih cepat daripada seharusnya terlepas dari jumlah massa yang terlihat. Zwicky mengatakan bahwa ada materi tak terlihat (dunkle materie) atau materi gelap yang berpengaruh!
Sejak dicetuskan oleh ilmuwan asal Inggris, Lord Kelvin, pada 1884 dan diteliti oleh Zwicky pada 1933, materi gelap dipastikan ada di seluruh alam semesta. Bahkan, materi gelap dikatakan enam kali lebih banyak dari materi biasa/barion yang menyusun benda, hingga berkontribusi pada 85 persen hal-hal di alam semesta!
Seperti namanya, ilmuwan masih kebingungan dengan materi gelap dan masih mencari titik terang. Inilah 10 pertanyaan besar tentang materi gelap yang sampai sekarang masih digali penjelasannya. Bikin garuk-garuk kepala!
1. Apa itu "Materi Gelap"?
openaccessgovernment.orgSebelum menggali lebih jauh soal materi gelap atau dark matter, bahkan para ilmuwan pun masih belum yakin tentang definisi materi gelap itu sendiri! Hipotesis pertama menduga bahwa materi gelap adalah bintang-bintang dan lubang hitam yang kecil nan redup. Akan tetapi, pengamatan terperinci belum dapat mengonfirmasi hipotesis tersebut.
Hipotesis lain yang tak kalah kuat mengenai materi gelap adalah sebuah partikel yang disebut Weakly Interacting Massive Particle atau WIMP. WIMP berperilaku seperti neutron, namun 10-100 kali lebih berat daripada proton. Namun, kalau pun hipotesis ini benar, maka akan muncul pertanyaan-pertanyaan bercabang lainnya!
2. Bisakah kita mendeteksi materi gelap?
dailymail.co.ukOke, jika materi gelap adalah WIMP, seharusnya ada di sekitar kita. Meskipun tak kasat mata, harusnya bisa sedikit terdeteksi. Lalu, kenapa kita tidak menemukannya? Toh, kalaupun tidak berinteraksi dengan materi barion, seharusnya ada tabrakan kecil dengan proton atau elektron saat bergerak.
Oleh karena itu, banyak eksperimen untuk mempelajari WIMP dibangun di bawah tanah agar tidak terganggu radiasi. Tetapi, tak satu pun eksperimen membuahkan hasil! Salah satu adalah saat Particle and Astrophysical Xenon Detector (PandaX) di Sichuan, Tiongkok, menemui jalan buntu pada 2015 karena tak kunjung mendeteksi WIMP.
Dengan temuan tersebut, berarti materi gelap berukuran lebih kecil daripada WIMP sehingga membuatnya lebih sulit untuk dipelajari.
3. Apakah materi gelap tersusun dari banyak partikel?
earthsky.orgMateri biasa terdiri dari barion seperti proton dan elektron, serta partikel lain seperti neutrino, muon, dan pion. Dengan anggapan tersebut, apakah materi gelap juga sama rumitnya? Atau, lebih rumit? Tentu saja, tak ada alasan kuat kalau materi gelap hanya terdiri dari satu jenis partikel saja.
Istilahnya, proton gelap dapat berinteraksi dengan elektron gelap untuk membentuk atom gelap, sehingga menghasilkan konfigurasi beragam nan menarik meskipun tak kasat mata. Terdengar masuk akal? Ilmuwan masih memperdebatkan kemungkinan tersebut.
4. Apa itu "Foton gelap"?
Pexels/MiriamEspacioSelain partikel-partikel materi gelap, ada kemungkinan kalau materi gelap juga mengalami gaya yang serupa dengan materi barion. Para peneliti pun tengah mencari "foton gelap", foton yang berinteraksi dengan partikel normal sehingga menghasilkan gaya elektromagnetik! Bedanya, foton ini ada di antara partikel materi gelap.
Sebagai percobaan, para ilmuwan Italia dari National Institute of Nuclear Physics telah mencoba menembakkan elektron dan antipartikelnya (positron) ke berlian. Jika foton gelap ada, elektron-positron akan musnah dan menghasilkan partikel pengantar gaya yang aneh, sehingga menyingkapkan temuan baru di alam semesta!
5. Apakah materi gelap terdiri dari axion?
materi gelap (livescience.com)Sementara ilmuwan mulai mundur dari konsep WIMP, partikel materi gelap semakin laris manis. Salah satu hipotesis pengganti WIMP adalah partikel axion yang jauh lebih ringan dibandingkan proton. Oleh karena itu, axion tengah diteliti lewat berbagai eksperimen.
Salah satunya adalah simulasi komputer pada 2018 memperjelas kemungkinan kalau axion memang dapat membentuk objek seperti bintang. Fenomena ini menghasilkan radiasi yang dapat dideteksi dan mirip dengan fenomena misterius lainnya, yaitu fast radio burst (FSB).
Editor’s picks
Baca Juga: Ini 10 Cara Mudah Buktikan Bumi Gak Datar, Tanpa Perlu ke Luar Angkasa
6. Apakah sifat materi gelap itu?
nasa.govPara astronom menemukan materi gelap melalui interaksi gravitas dengan materi barion. Hal ini menunjukkan cara kerja utamanya untuk membuat keberadaannya diketahui di alam semesta. Namun, saat ingin memahami sifat keseluruhan dari materi gelap, ternyata lebih rumit dari yang diprakirakan.
Beberapa teori mengatakan bahwa partikel materi gelap seharusnya saling jadi antipartikel, berarti saat dua partikel materi gelap bertemu, akan memusnahkan satu sama lain. Hal inilah yang diteliti pada 2011 dengan eksperimen Alpha Magnetic Spectrometer (AMS).
Setelah mendeteksi ratusan ribu peristiwa, para ilmuwan penelitian AMS masih ragu apakah fenomena ini disebabkan oleh materi gelap. Pertanyaan ini pun termasuk ke dalam ranah definisi dari materi gelap itu sendiri!
7. Apakah materi gelap ada di seluruh galaksi?
NGC 1052-DF2 tanpa materi gelap (news.yale.edu)Seperti yang ditemukan oleh Zwicky, ukuran materi gelap dikatakan lebih daripada materi barion, sehingga materi gelap dikatakan sebagai gaya pengendali struktur besar seperti galaksi dan gugusannya. Anehnya, para peneliti pada 2018 menemukan galaksi NGC 1052-DF2 yang tampaknya tak memiliki materi gelap!
Temuan tersebut menyatakan bahwa materi gelap bukanlah standar untuk membentuk galaksi. Namun, ternyata kalkulasi jarak NGC 1052-DF2 salah, sehingga materi yang terlihat jauh lebih redup dan ringan daripada temuan pertama. Berarti, massanya lebih banyak berada di materi gelap dibandingkan temuan sebelumnya.
8. Ada apa dengan hasil DAMA/LIBRA?
Seorang peneliti menggunakan DAMA/LIBRA untuk meneliti materi gelap. (quantamagazine.org)Misteri lama pada bidang fisika partikel adalah temuan membingungkan dari eksperimen materi gelap di Eropa, DAMA/LIBRA. Detektor materi gelap yang berada di bawah gunung Gran Sasso d'Italia ini telah mencari tahu osilasi periodik dari partikel materi gelap.
Nah, osilasi ini seharusnya muncul seiring dengan Bumi mengelilingi Matahari. Saat Bumi mengitari Matahari, planet ini juga melalui aliran materi gelap - angin materi gelap - yang mengelilingi tata surya kita.
Konon, pada 1997, ilmuwan dari Tor Vergata University of Rome mengklaim menemukan materi gelap lewat DAMA/LIBRA. Namun, hasilnya pun rancu dan masih diperdebatkan karena eksperimen lain tak menemukan hal yang serupa!
9. Apakah materi gelap memiliki muatan listrik?
ilustrasi listrik (vox.com)Sebuah sinyal yang muncul dari titik permulaan waktu membuat para ilmuwan berpikir kalau materi gelap kemungkinan memiliki muatan listrik. Radiasi dengan panjang gelombang 21 sentimeter dipancarkan oleh bintang-bintang muda di alam semesta, sekitar 180 juta tahun setelah Ledakan Dahsyat/Big Bang.
Radiasi tersebut diserap oleh hidrogen dingin yang ada di sekitarnya. Namun, saat ditemukan pada awal 2018, ternyata hidrogen tersebut jauh lebih dingin daripada prakiraan. Bak es batu mengapung di atas air, materi gelap dengan muatan listrik dapat menarik panas dari hidrogen! Namun, dugaan ini masih diperbincangkan.
10. Apakah partikel barion bisa berubah jadi materi gelap?
livescience.comNeutron adalah partikel materi barion dengan masa hidup terbatas. Setelah sekitar 14 setengah menit, neutron yang tak terikat dengan atom akan meluruh jadi proton, elektron, dan neutrino. Namun, sebuah penelitian pada 2018 yang dimuat di jurnal Physical Review Letters menemukan hal baru!
Dari dua skenario eksperimen berbeda, ternyata peluruhan neutron bisa bervariasi hingga 9 detik. Penjelasannya, dari 9 detik tersebut, 1 persen neutron dapat meluruh jadi partikel materi gelap! Namun, saat dicoba lagi untuk mencari sinyal materi gelap yang dimaksud, hasilnya nihil. Selain materi gelap, mungkin skenario peluruhan lain lebih masuk akal.
Itulah 10 pertanyaan seputar materi gelap yang masih diperbincangkan hingga abad ini. Seperti namanya, meskipun materi ini berkontribusi lebih besar di alam semesta, materi ini masih "gelap"! Tertarik untuk memecahkan misteri ini?
Baca Juga: Kesaksian Astronaut, 10 Kejadian Teraneh di Luar Angkasa
Topik:
Berita Terkini Lainnya
