Kredit gambar: RAS
Dalam beberapa tahun terakhir, para astronom telah memperoleh pengukuran terperinci dari radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik - 'gema' dari kelahiran Semesta selama Big Bang.
Hasil ini tampaknya menunjukkan dengan ketepatan luar biasa bahwa Alam Semesta kita didominasi oleh 'materi gelap dingin' dan 'energi gelap'. Tetapi sekarang sekelompok astronom Inggris telah menemukan bukti bahwa gema microwave purba mungkin telah dimodifikasi atau 'rusak' dalam perjalanan 13 miliar tahun mereka ke Bumi.
Hasil dari tim di University of Durham, yang dipimpin oleh Profesor Tom Shanks, didasarkan pada analisis data baru dari satelit Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) NASA.
Tim tersebut telah menemukan bahwa gugusan galaksi terdekat tampak terletak di daerah langit di mana suhu gelombang mikro lebih rendah dari rata-rata. Perilaku ini dapat dipertanggungjawabkan jika gas panas di kluster galaksi telah berinteraksi dengan foton Big Bang ketika mereka lewat dan merusak informasi yang terkandung dalam gema bola api primordial ini. Fisikawan Rusia R. A. Sunyaev dan Ya. B. Zeldovich memperkirakan efek seperti itu pada awal 1970-an, tak lama setelah penemuan radiasi latar gelombang mikro kosmik.
Efek Sunyaev-Zeldovich ini sebelumnya telah terlihat dalam kasus pengamatan rinci latar belakang gelombang mikro di sekitar beberapa cluster galaksi yang kaya dan tim WMAP sendiri telah melaporkan melihat efeknya dalam data mereka sendiri, dekat dengan pusat cluster.
Sekarang tim Durham telah menemukan bukti bahwa gas panas di cluster dapat memengaruhi peta latar belakang gelombang mikro hingga radius hampir 1 derajat dari pusat gugusan galaksi, area yang jauh lebih besar daripada yang terdeteksi sebelumnya. Ini menunjukkan bahwa posisi "cluster cluster" atau "superkluster" juga dapat bertepatan dengan bintik-bintik dingin dalam pola fluktuasi latar belakang gelombang mikro.
"Foton dalam radiasi latar belakang gelombang mikro tersebar oleh elektron di kluster terdekat," kata Profesor Shanks. "Ini menyebabkan perubahan penting pada radiasi pada saat itu mencapai kita."
"Jika gugusan galaksi yang terletak beberapa miliar tahun cahaya dari Bumi juga memiliki efek yang sama, maka kita harus mempertimbangkan apakah perlu memodifikasi interpretasi kita terhadap peta satelit dari radiasi latar gelombang mikro."
Jika hasil Durham dikonfirmasi, maka konsekuensi untuk kosmologi bisa sangat signifikan. Tanda tangan untuk energi gelap dan materi gelap terletak pada struktur terperinci dari riak-riak yang terdeteksi di latar belakang gelombang mikro, variasi suhu kecil yang diciptakan pada saat jari-jari Semesta seribu kali lebih kecil daripada sekarang.
Jika pola primordial ini telah rusak oleh proses yang terjadi di masa lalu baru-baru ini, lama setelah galaksi dan kluster galaksi terbentuk, maka itu akan, paling tidak, mempersulit interpretasi gema gelombang mikro dan, paling buruk, mulai melemahkan bukti sebelumnya untuk energi gelap dan materi gelap dingin.
“Kekuatan data WMAP yang luar biasa ini adalah bahwa hal itu menunjukkan bahwa menafsirkan latar belakang gelombang mikro 'gema' mungkin tidak sesederhana yang diperkirakan sebelumnya,” kata anggota tim Sir Arnold Wolfendale (sebelumnya Astronomer Royal).
Tim WMAP telah melaporkan bahwa pengukuran mereka terhadap gema gelombang mikro Big Bang mungkin telah dikompromikan oleh proses pembentukan galaksi pada tahap peralihan dalam sejarah Semesta. Mereka menyajikan bukti bahwa gas yang dipanaskan oleh bintang-bintang, galaksi dan quasar yang pertama mungkin juga merusak sinyal gelombang mikro ketika Alam Semesta 10 atau 20 kali lebih kecil daripada saat ini. Dengan demikian baik hasil WMAP dan Durham menunjukkan bahwa gema gelombang mikro dari Big Bang mungkin harus melewati lebih banyak hambatan dalam perjalanannya ke Bumi daripada yang diperkirakan sebelumnya, dengan kemungkinan adanya distorsi dari sinyal primordial.
"Hasil kami pada akhirnya dapat merusak kepercayaan bahwa Semesta didominasi oleh partikel materi gelap dingin yang sulit dipahami dan bahkan energi gelap yang lebih misterius," kata Profesor Shanks.
Meskipun bukti pengamatan untuk model standar kosmologi tetap kuat, model itu memang mengandung aspek yang sangat tidak nyaman. Ini muncul pertama kali karena didasarkan pada dua bagian "fisika yang belum ditemukan" - materi gelap dingin dan energi gelap - yang keduanya belum terdeteksi di laboratorium. Memang, pengenalan kedua komponen baru ini sangat meningkatkan komplikasi dari model inflasi Big Bang standar.
Masalah energi gelap berjalan sangat dalam: misalnya, kerapatan yang diamati sangat kecil sehingga mungkin kuantum secara mekanis tidak stabil. Ini juga menciptakan masalah bagi teori gravitasi kuantum, yang menunjukkan bahwa kita dapat hidup di alam semesta dengan 10 atau 11 dimensi, semuanya menyusut, dengan pengecualian tiga dalam ruang dan satu dalam waktu.
Oleh karena itu, banyak ahli teori akan menyukai rute pelarian dari model kosmologi standar saat ini dan masih harus dilihat seberapa jauh pengamatan yang dibahas oleh kelompok Durham ini akan mengarah ke arah ini. Tetapi jika benar, mereka menyarankan bahwa rumor bahwa kita hidup di "Era Baru Kosmologi Presisi" mungkin terbukti terlalu dini!
Sumber Asli: RAS News Release
