Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah dibuat bingung atas fakta bahwa alam semesta kita berkembang. Dari sudut pandang logis, gravitasi harus menarik galaksi satu sama lain, tetapi pengamatan tahun 1990-an menunjukkan bahwa alam semesta tidak hanya mengembang, itu juga mengembang dengan tren yang semakin cepat, dan yang disebut energi gelap adalah penyebabnya.
Energi gelap (jangan disamakan dengan materi gelap) adalah gaya hipotetis yang menyumbang hingga 68,3 persen dari semua energi di alam semesta yang dapat diamati. Dan para ilmuwan percaya bahwa energi ini mendorong galaksi menjauh satu sama lain. Meskipun demikian, meskipun terdapat banyak bukti tidak langsung tentang keberadaannya, belum ada yang dapat secara langsung menentukan keberadaan energi gelap, atau setidaknya menjelaskan dari mana asalnya.
Namun, menurut hipotesis baru, jawaban atas pertanyaan ini ada di depan hidung kita. Menurut hipotesis ini, energi gelap sangatlah lumrah jika dilihat dari sudut pandang salah satu hukum dasar alam semesta, yang sering kita lupakan ketika kita mempertimbangkan masalah ini. Hukum fundamental ini adalah hukum kekekalan energi. Mereka membicarakannya di sekolah menengah. Dengan kata sederhana, dia mengatakan yang berikut: energi tidak bisa begitu saja diciptakan atau dihancurkan, tidak bisa hilang begitu saja. Satu-satunya hal yang dapat dilakukannya adalah mengalir dari satu keadaan ke keadaan lain atau berpindah dari satu tubuh ke tubuh lainnya. Sebagian besar fisika fundamental kita didasarkan pada hukum ini.
Sebuah studi baru oleh sekelompok fisikawan dari berbagai institusi menunjukkan bahwa jika kehilangan energi secara halus terjadi selama hari-hari awal alam semesta, ini dapat menjelaskan sifat energi gelap yang dibicarakan banyak ilmuwan saat ini. Penulis studi menambahkan bahwa, sangat mungkin bahwa kebocoran ini, meskipun melanggar hukum fundamental, melanggarnya secara tidak signifikan sehingga pada akhirnya tidak ada yang menyadarinya.
Hipotesis ini cukup berani, perlu dicatat. Tetapi di sini menarik untuk memahami apa sebenarnya yang mengarahkan para peneliti pada hipotesis semacam itu. Untuk memahami masalah energi gelap dan mencoba menjelaskannya, Anda perlu kembali ke tahun 1917, tahun ketika Einstein mencoba memahami mengapa alam semesta statis dan tidak cenderung menyusut atau mengembang. Saat itu, teori ini sangat populer.
Untuk menjelaskan ketiadaan ikatan gravitasi, Einstein menyarankan bahwa pasti ada sesuatu di alam semesta yang dapat menciptakan resistensi terhadap gravitasi dalam skala universal. Beginilah konstanta kosmologis muncul. Namun, ia meninggalkan ide ini pada tahun 1929 ketika astronom Edwin Hubble pertama kali melihat tanda-tanda alam semesta mengembang, yang ia catat dalam perhitungannya. Pada awal 90-an abad lalu, para ilmuwan membuktikan bahwa alam semesta mengembang dengan percepatan, dan konstanta Einstein menjadi relevan lagi. Ahli astrofisika percaya bahwa konstanta ini, yang dibicarakan Einstein dalam karyanya beberapa dekade lalu, pada kenyataannya, selalu menjadi hal yang kita sebut energi gelap hari ini.
Jadi apa ini, energi gelap? Dalam pengertian umum, ini dianggap sebagai konstanta kosmologis, kerapatan energi tak berubah yang muncul dan mengisi ruang alam semesta secara seragam. Kita tahu dari mekanika kuantum bahwa pada kenyataannya, ruang kosong tidak pernah kosong - ia diisi dengan partikel kuantum dan energi yang muncul di bawah pengaruh kemunculan dan lenyapnya partikel-partikel ini. Dan beberapa dari partikel ini mungkin memiliki daya tolak - energi yang sangat gelap itu.
Mungkin satu hal yang paling kontroversial adalah bahwa perkiraan jumlah energi gelap yang muncul dalam kerangka proses ini harus lebih besar daripada indikator yang saat ini diajukan dengan mempertimbangkan pengamatan perluasan Alam Semesta - lebih tepatnya hingga 120 kali lipat, lebih tepatnya. Ini mungkin menunjukkan bahwa kita salah mengukur volume ini, atau kita sama sekali tidak mengerti dari mana tepatnya energi gelap berasal.
Video promosi:
Penelitian baru menunjukkan bahwa yang terakhir adalah skenario yang paling mungkin, dan hipotesis baru diajukan pada kesempatan ini. Bagaimana jika, di awal kemunculannya, alam semesta mengalami beberapa kebocoran energi, dan kehilangan ini mengatur kecepatan kemunculan energi gelap?
"Dalam model kami, energi gelap diwakili oleh sesuatu yang dapat menunjukkan jumlah energi dan momentum yang telah hilang dalam seluruh sejarah alam semesta," kata salah satu peneliti, Alejandro Perez.
Inti dari hipotesis baru ini adalah model alternatif relativitas umum, yang dibuat oleh Einstein pada tahun 1910-an. Ini disebut model gravitasi unimodular. Menurutnya, energi tidak harus dihemat sama sekali. Pada saat yang sama, para peneliti mengatakan bahwa ketika menerapkan model gravitasi unimodular dalam kalkulasi, nilai konstanta kosmologis idealnya berkorelasi dengan pengamatan yang menurutnya alam semesta kita mengembang dengan percepatan.
Penting juga untuk dicatat bahwa model ini tidak selalu sangat bertentangan dengan pemahaman kita tentang alam semesta saat ini. Meskipun lenyapnya energi di awal Semesta akan memengaruhi perubahan nilai volume energi gelap, hal itu tidak akan memengaruhi hal lain, atau setidaknya tidak akan terlihat dalam eksperimen modern kita.
“Energi zat yang membentuk materi dapat ditransfer ke medan gravitasi, dan 'kehilangan energi' ini akan bertindak sebagai konstanta kosmologis - tidak akan mencair nanti dengan perluasan alam semesta,” kata Thibault Josse, anggota lain dari tim peneliti.
“Dengan pemikiran ini, hilangnya atau terciptanya energi di masa lalu dapat memiliki konsekuensi serius hari ini dan pada tingkat yang sama sekali berbeda dan dalam skala yang lebih besar.”
Di sini, bagaimanapun, muncul pertanyaan: jika lenyapnya energi tidak memiliki efek apa pun pada Semesta, kecuali karena ia mengubah nilai energi tergelap itu sendiri, lalu bagaimana kita dapat memverifikasi kebenaran atau ketidaktepatan hipotesis ini? Ini masalah utamanya.
“Proposal kami sangat umum, dan setiap perubahan dalam hukum kekekalan energi cenderung berkontribusi pada efisiensi konstanta kosmologis. Misalnya, ia dapat menempatkan batasan baru pada model fenomenologis di luar mekanika kuantum,”kata Josse.
“Di sisi lain, bukti langsung bahwa energi gelap ditenagai oleh energi biasa yang mengubah keadaannya tampaknya melampaui kenyataan, karena kita sudah memiliki nilai suku lambda (ini juga merupakan konstanta kosmologis), dan, sebagai tambahan, kita dibatasi hanya terakhir kali dari evolusi (energi gelap) nya”.
Secara umum, hipotesis ini tampaknya seperti sejauh ini, hipotesis yang belum diuji. Namun, fisikawan mengatakan mereka ingin menyelidikinya lebih detail untuk kemungkinan di masa depan.
“Tidak ada pertanyaan tentang kepastian. Tapi ide baru ini tampaknya paling tidak menarik dan karena itu perlu diperhatikan,”kata Lee Smolin, fisikawan teoritis di Institut Kanada untuk Fisika Teoritis di Waterloo, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
NIKOLAY KHIZHNYAK
