Teori saat ini mungkin tidak menggambarkan alam semesta kita dengan sangat akurat. Kredit gambar: Brussels Museum of Fine Arts, dan Space Telescope Institute. klik untuk memperbesar
Seorang astronom Cina dari Universitas St Andrews telah menyempurnakan teori gravitasi Einstein, menciptakan teori 'sederhana' yang dapat memecahkan misteri kelam yang telah membingungkan para ahli astrofisika selama tiga perempat abad.
Hukum baru untuk gravitasi, yang dikembangkan oleh Dr Hong Sheng Zhao dan kolaborator Belgia Dr Benoit Famaey dari Free University of Brussels (ULB), bertujuan untuk membuktikan apakah teori Einstein sebenarnya benar dan apakah misteri astronomi Dark Matter benar-benar ada. Penelitian mereka dipublikasikan pada 10 Februari di Astrophysical Journal Letters yang berbasis di AS. Formula mereka menunjukkan bahwa gravitasi turun kurang tajam dengan jarak seperti di Einstein, dan berubah secara halus dari tata surya menjadi galaksi dan ke alam semesta.
Teori fisika gravitasi pertama kali dikembangkan oleh Isaac Newton pada tahun 1687 dan disempurnakan oleh teori relativitas umum Albert Einstein pada tahun 1905 untuk memungkinkan pembengkokan cahaya. Sementara itu adalah kekuatan yang paling awal diketahui, gravitasi masih sangat menjadi misteri dengan teori-teori yang masih belum dikonfirmasi oleh pengamatan astronomi di ruang angkasa.
'Masalah' dengan hukum emas Newton dan Einstein adalah sementara mereka bekerja sangat baik di bumi, mereka tidak menjelaskan gerakan bintang di galaksi dan pembengkokan cahaya secara akurat. Dalam galaksi, bintang-bintang berputar dengan cepat di sekitar titik pusat, ditahan di orbit oleh gaya tarik gravitasi materi di galaksi. Namun para astronom menemukan bahwa mereka bergerak terlalu cepat untuk dipegang oleh gravitasi timbal balik mereka - jadi tidak cukup gravitasi untuk menyatukan galaksi, sebaliknya bintang-bintang harus dibuang ke segala arah!
Solusi untuk ini, yang diusulkan oleh Fritz Zwicky pada tahun 1933, adalah bahwa ada bahan yang tidak terlihat di galaksi, membuat gravitasi yang cukup untuk menyatukan galaksi. Karena materi ini tidak memancarkan, para astronom cahaya menyebutnya "Materi Gelap". Diperkirakan merupakan 90% materi di Semesta. Namun tidak semua ilmuwan menerima teori Dark Matter. Solusi saingan diusulkan oleh Moti Milgrom pada tahun 1983 dan didukung oleh Jacob Bekenstein pada tahun 2004. Alih-alih keberadaan bahan yang tak terlihat, Milgrom mengusulkan bahwa pemahaman astronom tentang gravitasi tidak benar. Dia mengusulkan bahwa peningkatan gravitasi materi biasa adalah penyebab percepatan ini.
Teori Milgrom telah dikerjakan oleh sejumlah astronom sejak dan Dr Zhao dan Dr Famaey telah mengusulkan formulasi baru dari karyanya yang mengatasi banyak masalah yang versi sebelumnya hadapi.
Mereka telah menciptakan formula yang memungkinkan gravitasi berubah secara terus menerus dalam berbagai skala jarak dan, yang paling penting, sesuai dengan data untuk pengamatan galaksi. Menyesuaikan data galaksi dengan baik dalam paradigma saingan Materi Gelap akan sama sulitnya dengan menyeimbangkan bola dengan jarum, yang memotivasi kedua astronom untuk melihat ide gravitasi alternatif.
Legenda mengatakan bahwa Newton mulai berpikir tentang gravitasi ketika sebuah apel jatuh di kepalanya, tetapi menurut Dr Zhao, “Tidak jelas bagaimana sebuah apel akan jatuh di sebuah galaksi. Teori Mr Newton akan keluar dengan margin besar - apelnya akan terbang keluar dari Bima Sakti. Upaya untuk mengembalikan apel pada orbit yang bagus di sekitar galaksi selama bertahun-tahun menyebabkan dua aliran pemikiran: Materi Gelap versus gravitasi non-Newton. Partikel-partikel Bahan Gelap datang secara alami dari fisika, dengan simetri yang indah dan menjelaskan kosmologi dengan indah; mereka cenderung ada di mana-mana. Misteri sebenarnya adalah bagaimana menjauhkan mereka dari beberapa penjuru alam semesta. Juga Dark Matter datang bergandengan tangan dengan Energi Gelap. Akan lebih indah jika ada satu jawaban sederhana untuk semua misteri ini ”.
Dr Zhao, Rekan Lanjutan PPARC di Universitas St Andrews, Sekolah Fisika dan Astronomi, dan anggota Aliansi Fisika Universitas Skotlandia (SUPA), melanjutkan, “Selalu ada peluang yang adil bahwa para astronom dapat menulis ulang hukum gravitasi. Kami telah membuat formula baru untuk gravitasi yang kami sebut 'rumus sederhana', dan yang sebenarnya merupakan penyempurnaan dari Milgrom's dan Bekenstein's. Ini konsisten dengan data galaksi sejauh ini, dan jika prediksinya lebih lanjut diverifikasi untuk tata surya dan kosmologi, itu bisa menyelesaikan misteri Materi Gelap. Kami mungkin dapat menjawab pertanyaan umum seperti apakah teori gravitasi Einstein benar dan apakah yang disebut Dark Matter benar-benar ada ”.
“Teori gravitasi non-Newtonian sekarang sepenuhnya ditentukan pada semua skala dengan fungsi kontinu yang mulus. Siap bagi rekan ilmuwan untuk memalsukan. Sudah saatnya untuk tetap berpikiran terbuka untuk bidang-bidang baru yang diprediksi dalam formula kita sementara kita melanjutkan pencarian kita untuk partikel-partikel Bahan Gelap. ”
Formula baru akan dipresentasikan pada lokakarya internasional di Royal Observatory Edinburgh pada bulan April, yang akan diberikan kesempatan untuk menguji dan memperdebatkan teori yang dikerjakan ulang. Dr Zhao dan Dr Famaey akan mendemonstrasikan formula baru mereka kepada audiensi Dark Matter dan ahli gravitasi dari sepuluh negara yang berbeda.
Dr Famaey berkomentar, “Mungkin saja teori gravitasi yang termodifikasi, maupun teori Materi Gelap, sebagaimana dirumuskan hari ini, tidak akan menyelesaikan semua masalah dinamika galaksi atau kosmologi. Kebenaran pada prinsipnya ada di antara keduanya, tetapi sangat masuk akal bahwa kita kehilangan sesuatu yang mendasar tentang gravitasi, dan bahwa diperlukan pendekatan teoretis yang baru secara radikal untuk menyelesaikan semua masalah ini. Namun demikian, formula kami sangat menarik sehingga menggoda untuk melihatnya sebagai bagian dari teori fundamental yang belum diketahui. Semua data galaksi tampaknya dijelaskan dengan mudah ”.
Sumber Asli: Siaran Berita PPARC
