LiputanMu.ID – Teori relativitas umum Albert Einstein kembali lulus salah satu uji paling presisi berkat pengamatan evolusi kosmik selama 11 miliar tahun yang dikumpulkan oleh Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).
Temuan ini sekali lagi menegaskan bahwa relativitas umum adalah teori terbaik untuk menggambarkan gravitasi, bahkan dalam skala kosmologis.
Uji Skala Besar Relativitas Umum
Relativitas umum, yang dirumuskan Einstein pada 1915, telah menjadi landasan ilmiah untuk memahami bagaimana gravitasi bekerja di alam semesta.
Teori ini menjelaskan bagaimana gravitasi menggabungkan gumpalan kecil materi untuk membentuk galaksi dan gugusan galaksi.
Meskipun teori ini telah diuji secara luas dalam skala kecil seperti di tata surya, pengujian dalam skala besar masih jarang dilakukan.
Baca Juga:Â Perluas Internet Satelit, SpaceX Luncurkan 20 Satelit Starlink dari California pada 18 November
Para ilmuwan kini berhasil melakukan pengujian tersebut menggunakan DESI. Dengan mengamati hampir 6 juta galaksi dan kuasar—jantung terang galaksi yang didorong oleh lubang hitam supermasif—mereka melacak evolusi alam semesta sejak usia sekitar 3 miliar tahun.
Hasilnya menunjukkan bahwa relativitas umum tetap menjadi “resep” terbaik untuk menjelaskan gravitasi di skala kosmik.
“Relativitas umum telah teruji sangat baik di skala tata surya, tetapi penting bagi kami untuk memastikan bahwa asumsi ini juga berlaku di skala yang jauh lebih besar,” ujar Pauline Zarrouk, kosmolog dari CNRS Prancis, yang turut memimpin penelitian ini.
Peran DESI dalam Pemahaman Alam Semesta
DESI, yang dipasang pada Teleskop Mayall 4 meter di Observatorium Nasional Kitt Peak, adalah instrumen canggih dengan 5.000 “mata robotik.” Proyek survei langit lima tahun ini telah memasuki tahun keempat dan bertujuan untuk mengamati sekitar 40 juta galaksi dan kuasar.
Data dari survei DESI memainkan peran penting dalam memahami energi gelap dan materi gelap—dua komponen misterius yang bersama-sama menyusun sekitar 95% alam semesta, sementara materi “biasa” seperti bintang, planet, dan bulan hanya menyumbang 5%.
“Materi gelap mencakup sekitar seperempat dari alam semesta, dan energi gelap mencakup 70%-nya. Namun, kita masih belum benar-benar tahu apa itu keduanya,” kata Mark Maus, anggota tim dan mahasiswa PhD di Berkeley Lab dan UC Berkeley.
Menguji Alternatif Teori Gravitasi
Meski relativitas umum adalah teori gravitasi terbaik yang kita miliki, teori ini belum mampu menjelaskan beberapa fenomena, seperti percepatan ekspansi ruang.
Fenomena ini diasosiasikan dengan energi gelap, sebuah kekuatan “placeholder” yang sulit dijelaskan oleh model kosmologis berbasis relativitas umum.
Baca Juga:Â Penemuan Fosil di Jerman Ungkap Sejarah Reptil Terbang era Dinosaurus
Beberapa ilmuwan mencoba menawarkan teori alternatif yang disebut teori gravitasi modifikasi, yang tidak memerlukan pengenalan konsep energi gelap.
Namun, hasil dari DESI berhasil membatasi ruang lingkup teori-teori ini, sekaligus memperkuat model Lambda Cold Dark Matter (LCDM), model terkemuka alam semesta berbasis relativitas umum.
Penemuan Partikel “Hantu”
Selain itu, DESI juga membantu menetapkan batas atas massa neutrino, partikel subatomik yang dikenal sebagai “hantu” karena tidak memiliki muatan listrik dan hampir tidak bermassa.
Triliunan neutrino melewati tubuh kita setiap detik tanpa terdeteksi. Penemuan ini mempersempit rentang massa neutrino, memberikan wawasan lebih jelas bagi para ilmuwan.
Hasil Awal dan Prospek Masa Depan
Hasil terbaru ini berasal dari analisis data tahun pertama DESI yang dirilis pada April 2024, yang menciptakan peta 3D terbesar dari alam semesta hingga saat ini.
Penelitian sebelumnya menyoroti osilasi akustik baryon (BAO), pola kepadatan materi yang memungkinkan pertumbuhan struktur besar-besaran. Analisis terbaru ini mencakup “analisis bentuk penuh,” yang menelaah distribusi galaksi dan materi di berbagai skala.
Baca Juga:Â Apple Rilis Public Beta 3 untuk macOS 15.2 dan iPadOS 18.2: Apa yang Baru?
Lebih banyak hasil dari tahun kedua dan ketiga DESI diperkirakan akan dirilis pada musim semi 2025.
“Baik hasil BAO maupun analisis bentuk penuh sangat spektakuler,” ujar Dragan Huterer, salah satu pemimpin penelitian dari Universitas Michigan. “Ini baru awal dari kemampuan DESI untuk mengeksplorasi gravitasi modifikasi dan memperbaiki model energi gelap. Dan ini baru permukaannya saja.”
Hasil penelitian ini telah diterbitkan dalam beberapa makalah di situs repository arXiv pada 19 November 2024. Penemuan ini menjadi tonggak penting dalam pemahaman kita tentang alam semesta, sekaligus membuka jalan bagi studi lebih lanjut mengenai “semesta gelap.”
