Salah satu dari kita setidaknya pernah mendengar tentang "materi gelap", tetapi tidak semua orang dapat menjelaskan dengan benar apa itu. Mungkin penjelasan ini tidak diperlukan, karena penelitian terbaru mempertanyakan keberadaan "materi gelap".
ANOMALI GALAKTIK
Hipotesis "materi gelap" muncul dalam upaya untuk memahami sifat anomali yang diamati oleh para astronom.
Pada tahun 1922, orang Belanda Jacobus Kaptein, yang mempelajari gerakan bintang, sampai pada kesimpulan bahwa sebagian besar materi di galaksi tidak terlihat - dalam karyanya, mungkin istilah "Materi Gelap" pertama kali digunakan. Sepuluh tahun kemudian, hipotesis tersebut didukung oleh astronom radio Jan Oort, tetapi menjadi tersebar luas setahun kemudian, ketika astrofisikawan Swiss Fritz Zwicky menghitung kecepatan radial delapan galaksi yang terletak di tepi cluster Coma (konstelasi Coma), dan membandingkan data yang diperoleh dengan data serupa, tetapi dihitung dengan menggunakan kecerahan cluster. Dia menemukan bahwa untuk menjaga stabilitas, massa total gugus harus empat ratus kali lebih besar dari massa bintangnya. Berdasarkan ini, Zwicky menyarankan bahwa ada suplai materi yang signifikan dalam cluster, yang tetap tidak terlihat oleh kita,tetapi memiliki efek gravitasi terkuat di galaksi. Zwicky membuat kesalahan dalam perhitungan dengan urutan besarnya, tetapi pengukuran yang lebih cermat dikonfirmasi: massa cluster Coma, jika dihitung dengan dua cara berbeda, tidak menyatu dalam hasil secara signifikan!
Namun, sebelum membuat generalisasi, perlu dibuktikan bahwa efek semacam itu tersebar luas di ruang yang dapat diperkirakan. Pada tahun 1939, astronom Amerika Hores Babok, yang mempelajari galaksi terdekat M 31 (Nebula Andromeda), menemukan bahwa kecepatan rotasi bintang di sekitar pusatnya tidak berkurang, seperti yang diprediksikan oleh mekanika langit, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, tetapi tetap hampir konstan. Ini berarti bahwa galaksi di sepanjang panjangnya mengandung banyak materi tak terlihat. Babok, bagaimanapun, tidak mengaitkan anomali dengan "materi gelap" yang tidak dapat dipahami, tetapi menyarankan bahwa di bagian luar M 31 terjadi beberapa proses yang mengubah dinamikanya.
GELAP GELAP
Video promosi:
Para astronom kembali ke hipotesis "materi gelap" pada 1960-an, ketika instrumen baru yang tepat untuk mempelajari alam semesta muncul. Dan pada tahun 1975, Vera Rubin dan Kent Ford berbicara di konferensi American Astronomical Society, yang mengatakan bahwa mereka telah berhasil memperoleh data yang dapat diandalkan yang menunjukkan ketidaksesuaian yang signifikan antara teori distribusi massa di galaksi dan realitas yang diamati. Para ilmuwan menggunakan spektograf paling modern, yang memungkinkan untuk menentukan kecepatan rotasi cabang-cabang galaksi spiral bahkan "jika dilihat dari tepi". Dan mereka menemukan bahwa sebagian besar bintang di galaksi bergerak dalam orbitnya dengan kecepatan sudut yang sama, membenarkan asumsi yang luar biasa: kepadatan massa galaksi terdistribusi secara merata. Setelah tiga tahun berikutnya, pengamatan tersebut dikonfirmasi secara independen.dan pada tahun 1980 komunitas astronom akhirnya mengakui validitas kesimpulan tersebut. Pada saat yang sama, Rubin menetapkan bahwa agar teori tersebut konsisten dengan praktik, galaksi harus mengandung sejumlah materi tak terlihat enam kali lebih besar daripada yang dapat kita lihat melalui teleskop.
Pada saat yang sama, bukti lain mulai berdatangan. Pertama, studi tentang gerak dalam sistem galaksi ganda mengungkapkan pengaruh kolosal "materi gelap", yang jelas melanggar hukum klasik mekanika langit. Kedua, tanpa kehadiran "materi gelap" galaksi elips akan dengan cepat kehilangan gas panasnya, yang tidak teramati. Ketiga, "materi gelap" itu sendiri membelokkan cahaya, yang terungkap dalam efek pelensaan gravitasi.
Saat ini secara umum diterima bahwa porsi "materi gelap" adalah 84,5% dari semua materi yang terkandung di alam semesta.
MENCARI YANG TIDAK DIKETAHUI
Ide tentang "materi gelap" ternyata diminati oleh para kosmolog ketika mereka tidak bisa mendeteksi ketidakhomogenan dalam radiasi relik (kosmik gelombang mikro latar) yang diprediksi oleh teori asal mula alam semesta dan menjelaskan kemunculan struktur galaksi melalui ini. Pengenalan beberapa partikel ke dalam model, yang hampir tidak berinteraksi dengan materi biasa, tetapi sangat berat, memungkinkan untuk melewati kesulitan yang muncul. Namun, pada awal 1990-an, ketidakhomogenan radiasi relik terungkap menggunakan observatorium orbital COBE. Tampaknya pertanyaannya sudah ditutup, tetapi "materi gelap" telah memesona para ilmuwan sehingga mereka tidak meninggalkannya, tetapi sebaliknya, mulai mencari "pembawa" di tingkat subatomik.
Masalahnya adalah "materi gelap" tidak berinteraksi dengan radiasi elektromagnetik (termasuk cahaya tampak), sehingga tidak dapat dideteksi dengan metode tradisional. Lebih buruk lagi, studi tentang gerakan empat ratus bintang yang terletak dalam radius 13.000 tahun cahaya dari Matahari tidak menunjukkan pengaruh "materi gelap", dan para ilmuwan harus menyimpulkan bahwa hal itu dapat diabaikan di wilayah ruang angkasa kita (sekitar 500 gram pada volume globe), yaitu, mendaftarkan partikel dari zat semacam itu sangatlah sulit, jika bukan tidak mungkin. Fisikawan mencoba memecahkan masalah secara teoritis, dengan mendefinisikan parameter zat hipotetis berdasarkan Model Standar partikel elementer. Neutrino (tetapi mereka terlalu ringan) dan partikel hipotetis seperti sumbu, kosmos, graviton, geijino, pengecut, dianggap sebagai kandidat.monopole magnetik, dll. Distribusi observasi dari "materi gelap" di ruang angkasa juga menimbulkan pertanyaan: bagaimanapun, jika ia berinteraksi dengan materi biasa melalui gravitasi, maka ia harus ditarik ke pusat galaksi dengan cara yang sama seperti materi biasa, tetapi ini tidak terjadi.
Jelas terlihat bahwa keanehan perilaku "materi gelap" menimbulkan protes naluriah dari sejumlah fisikawan, sehingga mereka menolak untuk mengakui keberadaannya, menjelaskan anomali dalam distribusi massa galaksi dengan cara lain. Misalnya, Vera Rubin yang disebutkan di atas percaya bahwa lebih bijaksana untuk menyempurnakan teori klasik daripada memasukkan kelas partikel subatomik yang secara fundamental baru ke dalam model. Dia adalah pendukung Dinamika Newtonian Modifikasi (MOND), diusulkan oleh Mordechai Milgrom pada tahun 1983 dan masih marjinal.
Namun, penelitian terbaru tampaknya akan segera memaksa dunia ilmiah untuk mempertimbangkan kembali sikapnya terhadap "materi gelap". Sekelompok fisikawan dari University of Case Western Reserve (Cleveland, Ohio) menerbitkan sebuah artikel pada 19 September 2016, yang menganalisis hasil pengamatan 153 galaksi menggunakan teleskop inframerah Spitzer, dan kedua galaksi spiral seperti galaksi kita dan galaksi yang bentuknya tidak beraturan jatuh ke bidang pandang., dan galaksi raksasa dan galaksi katai. Studi tersebut dilakukan untuk mengklarifikasi tingkat pengaruh "materi gelap" pada rotasi bintang. Dan tiba-tiba ternyata tidak ada pengaruh sama sekali, dan anomali yang diketahui dijelaskan dengan sempurna oleh distribusi materi normal.
Para penulis penemuan tersebut menunjukkan bahwa hasil mereka secara fundamental bertentangan dengan yang sebelumnya, karena untuk pertama kalinya, gambar dalam jangkauan inframerah digunakan untuk memperkirakan massa objek astronomi yang jauh, dan tidak dalam cahaya tampak. Banyak dari objek ini terlihat sangat redup, yang mungkin menyebabkan kesalahan dalam menghitung massa aslinya.
Jika datanya dikonfirmasi, maka model kosmologis, yang didasarkan pada hipotesis keberadaan "materi gelap", dapat ditolak dengan aman, dan bahkan tanpa harus merevisi fisika klasik.
Anton Pervushin
