Sampai saat ini, para ilmuwan belum dapat secara tegas membuktikan keberadaan "materi gelap", yang diduga terdiri dari sebagian besar alam semesta kita.
"Materi gelap" yang mengelilingi galaksi di seluruh alam semesta tidak terlihat karena tidak memantulkan cahaya. Kehadirannya hanya dapat diketahui oleh efek gravitasi yang dimilikinya terhadap planet dan bintang.
Meskipun percobaan senilai $ 2 miliar dilakukan di Stasiun Luar Angkasa Internasional dan menunjukkan tanda-tanda keberadaan "materi gelap", hal itu tidak pernah diamati secara langsung.
Lubang di langit
Indikasi pertama bahwa ada yang salah dengan penghitungan massa Alam Semesta muncul pada pertengahan 30-an abad XX. Astronom Swiss Fritz Zwicky mengukur kecepatan galaksi di gugus Coma (dan ini adalah salah satu gugus terbesar yang kita kenal, mencakup ribuan galaksi) yang mengorbit di sebuah pusat bersama.
Hasilnya mengecewakan: kecepatan galaksi ternyata jauh lebih tinggi daripada yang diharapkan berdasarkan massa total cluster yang diamati. Ini berarti bahwa massa sebenarnya dari Cluster Coma jauh lebih besar daripada massa yang terlihat. Tetapi jumlah utama materi yang ada di area Alam Semesta ini, untuk beberapa alasan, tetap tidak terlihat dan tidak dapat diakses untuk pengamatan langsung, memanifestasikan dirinya hanya secara gravitasi, yaitu, hanya sebagai massa.
40 tahun setelah karya Zwicky, pada tahun 70-an, astronom Amerika Vera Rubin mempelajari kecepatan rotasi di sekitar pusat materi galaksi yang terletak di pinggiran galaksi. Pengukuran telah menunjukkan bahwa untuk banyak galaksi, kecepatan ini hampir konstan pada jarak yang sangat signifikan dari pusatnya.
Video promosi:
Hasil ini dapat diinterpretasikan hanya dengan satu cara: kepadatan materi dalam galaksi seperti itu tidak berkurang saat bergerak dari pusatnya, tetapi hampir tidak berubah. Karena massa jenis materi yang terlihat (terkandung dalam bintang dan gas antarbintang) dengan cepat turun ke arah pinggiran galaksi, massa jenis yang hilang harus disediakan oleh sesuatu yang, untuk beberapa alasan, tidak dapat kita lihat.
Paradoks galaksi
Untuk penjelasan kuantitatif tentang ketergantungan yang diamati dari laju rotasi pada jarak ke pusat galaksi, diperlukan bahwa "sesuatu" yang tak terlihat ini harus sekitar 10 kali lebih besar dari materi terlihat biasa. "Sesuatu" ini disebut "materi gelap" dan masih tetap menjadi misteri paling menarik dalam astrofisika.
Bukti penting lainnya tentang keberadaan "materi gelap" di dunia kita berasal dari perhitungan simulasi pembentukan galaksi, yang dimulai sekitar 300 ribu tahun setelah dimulainya Big Bang. Materi seharusnya tidak terkumpul di galaksi, yang kita amati di era modern. Masalah ini disebut paradoks galaksi, dan untuk waktu yang lama dianggap sebagai argumen yang serius melawan teori Big Bang.
Akan tetapi, jika kita berasumsi bahwa partikel materi biasa di alam semesta awal bercampur dengan partikel "materi gelap" yang tak terlihat, maka dalam kalkulasi semuanya jatuh pada tempatnya.
Ternyata hal yang akrab dan tampaknya dipelajari hingga detail dunia kasat mata, yang baru-baru ini kami anggap hampir dipahami, hanyalah tambahan kecil dari sesuatu yang sebenarnya dimiliki Semesta.
Dunia cermin
Pada tahun 1995, Teleskop Hubble memperhatikan bahwa salah satu bintang di Awan Magellan Besar berkobar lebih terang. Cahaya ini bertahan lebih dari tiga bulan, tetapi kemudian bintang itu kembali ke keadaan aslinya. Dan enam tahun kemudian, sebuah objek yang nyaris tidak bercahaya muncul di sebelah bintang. Itu adalah katai dingin yang, melewati 600 tahun cahaya dari bintangnya, menciptakan lensa gravitasi yang memperkuat cahaya. Perhitungan menunjukkan bahwa massa katai ini hanya 5-10% dari massa Matahari.
Akhirnya, teori relativitas umum secara jelas mengaitkan laju perluasan alam semesta dengan kerapatan rata-rata materi yang terkandung di dalamnya. Jika pada kenyataannya kerapatan Semesta sama persis dengan yang kritis, ini bukan kebetulan yang tidak disengaja, tetapi merupakan konsekuensi dari beberapa sifat dasar dunia kita yang belum dipahami dan dipahami.
Namun, teori baru menyatakan bahwa "materi gelap" mungkin mengandung "dunia cermin" yang dapat mengubah pemahaman kita tentang alam semesta.
Teleskop Planck mengumpulkan data pada waktu-waktu setelah Big Bang 13,8 miliar tahun lalu, menunjukkan bahwa beberapa materi misterius membentuk 26,8 persen materi di alam semesta - lebih dari yang diperkirakan sebelumnya.
Materi biasa - galaksi dan planet, yang bisa langsung kita amati, hanya sekitar 4,9 persen. Dan segala sesuatu yang lain adalah "energi gelap" yang lebih misterius, yang menurut para ilmuwan, bertanggung jawab atas perluasan alam semesta.
Fenomena baru
Tahun ini, tim peneliti internasional mengumumkan bahwa detektor sinar kosmik di ISS telah mendeteksi tanda pertama keberadaan "materi gelap".
Hasil ini muncul ketika Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), yang diluncurkan ke luar angkasa dua tahun lalu, menemukan tanda-tanda fenomena fisik baru yang mungkin merupakan materi aneh dan tidak dikenal hingga saat ini.
Kesimpulan para ilmuwan didasarkan pada kelebihan positron yang diamati - partikel subatom bermuatan positif. Ledakan positron yang terdeteksi dapat dibuat dengan sekaratnya "materi gelap" - zat yang sangat penting bagi alam semesta kita sehingga menentukan susunan bintang dan planet.
Solusi pamungkas dari misteri kemunculan materi misterius dapat membuka bidang studi yang sepenuhnya baru, termasuk kemungkinan keberadaan berbagai alam semesta dan dimensi lain.
