Menatap Kegelapan
Ekspansi alam semesta kita semakin cepat. Fenomena aneh ini disebut energi gelap, dan pertama kali terlihat dalam survei ledakan supernova jauh sekitar dua puluh tahun yang lalu. Sejak saat itu, banyak bukti independen semuanya sampai pada kesimpulan yang sama: alam semesta semakin lama semakin gemuk.
Namun, apa yang menyebabkannya? Apa adalah energi gelap? Berbagai ide berlimpah untuk penyebab potensial. Mungkin itu ilusi, dan pemahaman kita tentang gravitasi sama sekali salah dalam skala besar ini. Mungkin bidang yang agak misterius menembus semua ruangwaktu, yang mendorong penguatan jarak antara galaksi di seluruh alam semesta.
Sejauh ini penjelasan yang paling sederhana adalah bahwa energi gelap itu sederhana sana. Konstanta sederhana dari alam yang muncul dalam persamaan Relativitas Umum, yang merupakan kerangka dasar untuk bagaimana kita memahami hal-hal kosmologis. Tidak ada penjelasan dan tidak ada penyebab. Seperti konstanta alam lainnya, itu hanya bagian dari realitas fundamental.
Meskipun penjelasan ini tidak sepenuhnya memuaskan, penjelasan ini menjelaskan semua data yang tersedia sejauh ini.
Mengetuk Energi Quasar
Dan data hanyalah ini: tampaknya kekuatan energi gelap tetap benar-benar konstan sepanjang waktu kosmik. Itu ada di sana, hadir, tidak berubah dalam waktu dan ruang.
Mungkin.
Salah satu tantangan terbesar mempelajari sifat energi gelap adalah bahwa kita tidak memiliki gambaran lengkap tentang sejarah ekspansi alam semesta. Alih-alih, kita memiliki jumlah apa yang disebut "bookends" kosmologis - kita dapat mempelajari ekspansi pada waktu yang relatif baru menggunakan supernova Tipe 1a, dan kita tahu persis keadaan alam semesta ketika usianya baru 380.000 tahun melalui latar belakang gelombang mikro kosmik.
Kami tidak memiliki gambaran yang sangat jelas tentang apa yang terjadi di alam semesta di antaranya, tetapi baru-baru ini sepasang peneliti mencoba untuk mengubahnya dengan memeriksa cahaya dari quasar yang jauh. Quasar-quasar ini adalah benda-benda yang sangat terang, ditenagai oleh kompresi gravitasi material saat diperas untuk masuk ke dalam lubang hitam raksasa. Quasar sejauh ini merupakan mesin paling kuat di jagat raya, menjadikannya kandidat yang sangat baik untuk mengintip sejarah kosmik di sela-sela bookends.
Namun, tantangan utama adalah bahwa Anda tidak pernah yakin seberapa jauh quasar yang diberikan. Jika seseorang lebih terang dari yang lain, apakah yang pertama lebih dekat ... atau hanya lebih cerah? Tanpa cara untuk mengurai ini, Anda tidak bisa mendapatkan jarak yang tegas, yang berarti Anda tidak bisa mengukur ekspansi alam semesta sejak saat quasar memancarkan cahayanya.
Namun, para peneliti menerapkan trik baru dengan membandingkan dua jenis cahaya yang dipancarkan oleh quasar. Jenis pertama adalah ultraviolet yang dipancarkan dari bahan yang jatuh sendiri. Yang kedua adalah sinar-X yang lebih keras yang diciptakan dari radiasi ultraviolet yang didorong ke energi yang lebih tinggi dari gas yang bahkan lebih di sekitarnya. Dengan membandingkan dua sumber emisi ini, para peneliti dapat mengungkapkan kecerahan sebenarnya dari masing-masing quasar dan dengan demikian mengetahui jarak mereka.
Rip Besar, Kesepakatan Besar
Dan para peneliti menemukan bahwa, menurut hasil awal mereka, energi gelap lebih lemah di masa lalu. Itu berarti itu tidak konstan - itu berkembang dan berubah, dan tumbuh lebih kuat seiring waktu. Jika hasil ini bertahan (dan itu besar jika) maka penjelasan kita yang paling sederhana tentang energi gelap harus dibuang keluar jendela demi sesuatu yang lebih rumit. Yang sebenarnya adalah hal yang baik - energi gelap yang berubah dapat memberi kita petunjuk yang kita butuhkan untuk menjelajahi bidang fisika baru.
Tetapi hasil ini juga melukiskan gambaran yang lebih suram tentang masa depan alam semesta. Jika energi gelap tetap konstan, maka bintang-bintang akan terus bersinar selama puluhan triliun tahun ketika galaksi dengan lembut saling menjauh. Tetapi jika energi gelap tumbuh lebih kuat dengan waktu, maka gaya tolaknya menjadi luar biasa, tidak hanya memecah galaksi tetapi juga merobek galaksi itu sendiri.
Dan tata surya.
Dan planet.
Dan molekul.
Berapa lama untuk skenario "big rip" ini untuk dimainkan? Itu tergantung pada seberapa cepat energi gelap naik, tetapi bisa hanya dalam beberapa miliar tahun. Yang, secara kosmologis, tidak selama itu.
Baca lebih lanjut: "Kendala kosmologis dari diagram Hubble quasar di redshifts tinggi"
