Alam semesta dipenuhi dengan miliaran galaksi dan triliunan bintang, bersama dengan jumlah planet, bulan, asteroid, komet dan awan debu dan gas yang hampir tak terhitung - semuanya berputar-putar dalam luasnya ruang.
Tetapi jika kita memperbesar, apa blok bangunan benda-benda langit ini, dan dari mana asalnya?
Hidrogen adalah unsur paling umum ditemukan di alam semesta, diikuti oleh helium; bersama-sama, mereka membuat hampir semua hal biasa. Tetapi ini hanya menyumbang sepotong kecil alam semesta - sekitar 5%. Semua sisanya terbuat dari barang-barang yang tidak dapat dilihat dan hanya dapat dideteksi secara tidak langsung.
Sebagian besar hidrogen
Semuanya dimulai dengan Big Bang, sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, ketika materi yang sangat panas dan padat tiba-tiba dan berkembang pesat ke segala arah sekaligus. Milidetik kemudian, alam semesta yang baru lahir adalah massa neutron, proton, elektron, foton, dan partikel subatomik lainnya, yang bergolak sekitar 100 miliar derajat Kelvin, menurut NASA.
Setiap bit materi yang membentuk semua elemen yang diketahui dalam tabel periodik - dan setiap objek di alam semesta, dari lubang hitam hingga bintang masif hingga bintik debu angkasa - diciptakan selama Big Bang, kata Neta Bahcall, seorang profesor astronomi di Departemen Ilmu Astrofisika di Universitas Princeton di New Jersey.
"Kami bahkan tidak tahu hukum fisika yang akan ada di lingkungan yang begitu panas dan padat," kata Bahcall kepada Live Science.
Sekitar 100 detik setelah Big Bang, suhunya turun hingga 1 miliar derajat Kelvin. Sekitar 380.000 tahun kemudian, alam semesta telah cukup dingin untuk proton dan neutron untuk bergabung dan membentuk litium, helium dan deuterium isotop hidrogen, sementara elektron bebas terjebak untuk membentuk atom netral.
Karena ada begitu banyak proton yang berkeliaran di alam semesta awal, hidrogen - elemen paling ringan, dengan hanya satu proton dan satu neutron - menjadi elemen paling melimpah, membentuk hampir 95% persen dari atom-atom alam semesta. Hampir 5% atom alam semesta adalah helium, menurut NASA. Kemudian, sekitar 200 juta tahun setelah Dentuman Besar, bintang-bintang pertama terbentuk dan menghasilkan unsur-unsur lainnya, yang merupakan sebagian kecil dari sisa 1% dari semua materi biasa di alam semesta.
Partikel yang tak terlihat
Sesuatu yang lain diciptakan selama Big Bang: materi gelap. "Tapi kita tidak bisa mengatakan seperti apa bentuknya, karena kita belum mendeteksi partikel-partikel itu," kata Bahcall kepada Live Science.
Materi gelap tidak dapat diamati secara langsung - namun - sidik jarinya disimpan dalam cahaya pertama alam semesta, atau radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), sebagai fluktuasi kecil dalam radiasi, kata Bahcall. Para ilmuwan pertama kali mengusulkan keberadaan materi gelap pada 1930-an, berteori bahwa tarikan materi gelap yang tak terlihat pastilah yang menyatukan cluster galaksi yang bergerak cepat. Beberapa dekade kemudian, pada tahun 1970-an, astronom Amerika Vera Rubin menemukan lebih banyak bukti tidak langsung dari materi gelap dalam laju rotasi bintang yang lebih cepat dari perkiraan.
Berdasarkan temuan Rubin, ahli astrofisika menghitung bahwa materi gelap - meskipun tidak dapat dilihat atau diukur - harus menjadi bagian penting dari alam semesta. Tetapi sekitar 20 tahun yang lalu, para ilmuwan menemukan bahwa alam semesta memiliki sesuatu yang bahkan lebih aneh daripada materi gelap; energi gelap, yang dianggap secara signifikan lebih berlimpah daripada materi atau materi gelap.
Kekuatan yang tak tertahankan
Penemuan energi gelap muncul karena para ilmuwan bertanya-tanya apakah ada cukup materi gelap di alam semesta untuk menyebabkan ekspansi menggerogoti atau membalikkan arah, menyebabkan alam semesta runtuh ke dalam pada dirinya sendiri.
Lihatlah, ketika sebuah tim peneliti menyelidiki hal ini pada akhir 1990-an, mereka menemukan bahwa tidak hanya alam semesta yang tidak runtuh dengan sendirinya, ia meluas ke luar dengan kecepatan yang semakin cepat. Kelompok ini menentukan bahwa suatu kekuatan yang tidak diketahui - dijuluki energi gelap - mendorong melawan alam semesta dalam kehampaan ruang dan mempercepat momentumnya; Temuan para ilmuwan itu mendapatkan fisikawan Adam Riess, Brian Schmidt dan Saul Perlmutter Hadiah Nobel dalam Fisika pada 2011.
Model gaya yang diperlukan untuk menjelaskan laju ekspansi dipercepat alam semesta menunjukkan bahwa energi gelap harus membentuk antara 70% dan 75% dari alam semesta. Sementara itu, materi gelap menyumbang sekitar 20% hingga 25%, sementara apa yang disebut materi biasa - hal yang benar-benar dapat kita lihat - diperkirakan membentuk kurang dari 5% dari alam semesta, kata Bahcall.
Mempertimbangkan bahwa energi gelap membentuk sekitar tiga perempat dari alam semesta, memahami itu bisa dibilang merupakan tantangan terbesar yang dihadapi para ilmuwan saat ini, ahli astrofisika Mario Livio, yang saat itu bekerja dengan Institut Ilmu Teleskop Luar Angkasa di Universitas Johns Hopkins di Baltimore, Maryland, mengatakan kepada situs saudara sains Live Science Space.com pada tahun 2018.
"Sementara energi gelap belum memainkan peran besar dalam evolusi alam semesta di masa lalu, itu akan memainkan peran dominan dalam evolusi di masa depan," kata Livio. "Nasib alam semesta tergantung pada sifat energi gelap."
