Pertanyaan tentang asal usul alam semesta, masa lalu dan masa depannya telah mengkhawatirkan orang sejak dahulu kala. Selama berabad-abad, teori telah muncul dan dibantah, menawarkan gambaran dunia berdasarkan data yang diketahui. Kejutan mendasar bagi dunia ilmiah adalah teori relativitas Einstein. Dia juga memberikan kontribusi besar untuk memahami proses yang membentuk alam semesta. Namun, teori relativitas tidak dapat mengklaim sebagai kebenaran tertinggi, yang tidak memerlukan tambahan apa pun. Peningkatan teknologi memungkinkan para astronom untuk membuat penemuan yang sebelumnya tidak terpikirkan yang membutuhkan landasan teori baru atau perluasan signifikan dari ketentuan yang ada. Salah satu fenomena tersebut adalah materi gelap. Tapi hal pertama yang pertama.
Kasus masa lalu
Untuk memahami istilah "materi gelap" mari kita kembali ke awal abad terakhir. Saat itu, gagasan alam semesta sebagai struktur stasioner mendominasi. Sementara itu, teori relativitas umum (GR) berasumsi bahwa cepat atau lambat gaya tarik menarik akan menyebabkan "menempelnya" semua benda luar angkasa menjadi satu bola, akan terjadi seperti ini.disebut keruntuhan gravitasi. Tidak ada gaya tolak menolak antara benda-benda angkasa. Ketertarikan timbal balik dikompensasi oleh gaya sentrifugal yang menciptakan pergerakan konstan bintang, planet, dan benda lain. Dengan cara ini, keseimbangan sistem tetap terjaga.
Untuk mencegah keruntuhan teoretis Alam Semesta, Einstein memperkenalkan konstanta kosmologis - nilai yang membawa sistem ke keadaan stasioner yang diperlukan, tetapi pada saat yang sama sebenarnya diciptakan, tanpa alasan yang jelas.
Memperluas Alam Semesta
Perhitungan dan penemuan Friedman dan Hubble telah menunjukkan bahwa tidak perlu melanggar persamaan relativitas umum yang harmonis dengan bantuan konstanta baru. Telah terbukti, dan hari ini fakta ini praktis tidak diragukan lagi, bahwa Semesta mengembang, pernah memiliki permulaan, dan tidak ada pembicaraan tentang stasioneritas. Perkembangan lebih lanjut dari kosmologi menyebabkan munculnya teori big bang. Konfirmasi utama dari asumsi baru adalah peningkatan yang diamati dalam jarak antara galaksi dengan waktu. Itu adalah pengukuran kecepatan pemindahan dari satu sama lain dari sistem ruang tetangga yang mengarah pada pembentukan hipotesis bahwa ada materi gelap dan energi gelap.
Data tidak sesuai dengan teori
Fritz Zwicky pada tahun 1931, dan kemudian Jan Oort pada tahun 1932 dan pada tahun 1960-an, menghitung massa materi galaksi dalam gugus yang jauh dan rasionya dengan kecepatan pemindahannya dari satu sama lain. Dari waktu ke waktu, para ilmuwan sampai pada kesimpulan yang sama: jumlah materi ini tidak cukup untuk menahan gravitasi yang diciptakannya.bersama-sama galaksi bergerak dengan kecepatan tinggi. Zwicky dan Oort menyarankan bahwa ada massa tersembunyi, materi gelap Semesta, yang tidak memungkinkan benda-benda luar angkasa menyebar ke arah yang berbeda.
Namun, hipotesis itu diakui oleh dunia ilmiah hanya pada tahun tujuh puluhan, setelah pengumuman hasil karya Vera Rubin.
Dia membuat kurva rotasi yang dengan jelas menunjukkan ketergantungan kecepatan pergerakan materi galaksi pada jarak yang memisahkannya dari pusat sistem. Berlawanan dengan asumsi teoretis, ternyata kecepatan bintang tidak berkurang saat menjauh dari pusat galaksi, tetapi meningkat. Perilaku para penemu seperti itu hanya dapat dijelaskan dengan adanya halo di galaksi, yang dipenuhi dengan materi gelap. Astronomi, dengan demikian, dihadapkan dengan bagian alam semesta yang sama sekali belum dijelajahi.
Sifat dan komposisi
Materi gelap semacam ini disebut karena tidak dapat dilihat dengan cara apa pun yang ada. Kehadirannya dikenali oleh tanda tidak langsung: materi gelap menciptakan medan gravitasi, sementara tidak memancarkan gelombang elektromagnetik sepenuhnya.
Tugas paling penting yang muncul sebelum para ilmuwan adalah mendapatkan jawaban atas pertanyaan tentang materi ini. Ahli astrofisika mencoba "mengisinya" dengan materi baryon biasa (materi baryon terdiri dari proton, neutron, dan elektron yang dipelajari kurang lebih). Lingkaran gelap galaksi termasuk bintang kompak yang memancarkan radiasi lemahkatai coklat dan planet-planet besar yang massanya dekat dengan Jupiter. Namun, asumsi-asumsi ini tidak berdiri untuk pengawasan. Materi baryon, akrab dan dikenal, dengan demikian tidak dapat memainkan peran penting dalam massa galaksi yang tersembunyi.
Hari ini, fisika mencari komponen yang tidak diketahui. Penelitian praktis para ilmuwan didasarkan pada teori supersimetri mikrokosmos, yang menurutnya untuk setiap partikel yang diketahui ada pasangan supersimetris. Ini adalah orang-orang yang membentuk materi gelap. Namun, belum ada bukti keberadaan partikel tersebut yang diperoleh, mungkin masalah ini akan terjadi dalam waktu dekat.
Energi gelap
Penemuan jenis materi baru tidak mengakhiri kejutan yang disiapkan oleh Semesta bagi para ilmuwan. Pada tahun 1998, astrofisikawan memiliki kesempatan lain untuk membandingkan data teori dengan fakta. Tahun ini ditandai dengan ledakan supernova di galaksi yang jauh dari kita.
Astronom mengukur jarak ke sana dan sangat terkejut dengan data yang diperoleh: bintang berkobar lebih jauh dari yang seharusnya menurut teori yang ada. Ternyata laju ekspansi alam semesta meningkat seiring waktu: sekarang jauh lebih tinggi daripada 14 miliar tahun yang lalu, ketika big bang diduga terjadi.
Seperti yang Anda ketahui, untuk mempercepat gerakan tubuh, diperlukan transfer energi. Gaya yang menyebabkan alam semesta mengembang lebih cepat dikenal sebagai energi gelap. Ini adalah bagian kosmos yang tidak kalah misteriusnya dengan materi gelap. Hanya diketahui bahwa itu adalah karakteristikdistribusi seragam di seluruh alam semesta, dan dampaknya hanya dapat dicatat pada jarak kosmik yang sangat jauh.
Dan lagi-lagi konstanta kosmologis
Energi gelap telah mengguncang teori big bang. Sebagian dari dunia ilmiah skeptis tentang kemungkinan zat semacam itu dan percepatan pemuaian yang disebabkan olehnya. Beberapa astrofisikawan sedang mencoba untuk menghidupkan kembali konstanta kosmologis Einstein yang terlupakan, yang sekali lagi dari kategori kesalahan ilmiah besar dapat masuk ke sejumlah hipotesis kerja. Kehadirannya dalam persamaan menciptakan anti-gravitasi, yang mengarah ke percepatan ekspansi. Namun, beberapa konsekuensi dari keberadaan konstanta kosmologis tidak sesuai dengan data pengamatan.
Saat ini, materi gelap dan energi gelap, yang menyusun sebagian besar materi di alam semesta, adalah misteri bagi para ilmuwan. Tidak ada jawaban tunggal untuk pertanyaan tentang sifat mereka. Selain itu, mungkin ini bukan rahasia terakhir yang disembunyikan ruang dari kita. Materi gelap dan energi dapat menjadi ambang penemuan baru yang dapat mengubah pemahaman kita tentang struktur Alam Semesta.
