APA ITU DARK MATTER/MATERI GELAP

what is dark matter?

MISTERI DARK MATTER DAN PENELITIANNYA

 

Persamaan Albert Einstein E=MC^2 mungkin adalah persamaan yang paling dikenal sepanjang abad ini. Di bumi, persamaan ini digunakan untuk mengukur tingkat materi dan massa pada suatu ruang, namun saat di aplikasikan pada ruang angkasa sebuah anomali muncul. Ketika kita menggunakan persamaan Einstein untuk menentukan berapa banyak materi yang seharusnya alam semesta ini miliki, kita akan menyadari bahwa hanya ada 4 persen yang menunjukkan materi yang sebenar-benarnya, dalam artian memiliki massa dan bisa dirasakan oleh panca indera manusia. Kemana sisanya?

Banyak orang percaya kalau sisa sekitar 96 persen tersebut berbentuk Dark Matter. Peneliti masih belum bisa menunjukkan bukti mengenai apakah dark matter ini benar-benar ada, yang faktanya kita tidak bisa melihatnya, menyentuhnya, bahkan cahaya dan sinyal radio dapat menembusnya. Semua ini yang menyebabkan dark matter sangat sulit untuk di deteksi maupun dibuktikan kebenarannya.

Beberapa ilmuwan berpikir, dark matter adalah sebuah objek berukuran sangat besar seperti lubang hitam yang tidak dapat dilihat mengapung disekitar galaksi. Ilmuwan lain percaya bahwa dark matter adalah partikel sub atom yang jarang berinteraksi dengan materi biasa, dilihat dari sudut pandang bahwa dark matter tidak dapat disentuh bahkan dilihat karena cahaya dapat dengan mudah menembusnya tanpa sedikitpun cacat.

Penelitian mengenai Dark Matter

Pada 1933, astronom Swiss Fritz Zwicky dari CalTech memutuskan untuk mempelajari sekelompok kecil dari tujuh galaksi di Coma Cluster. Tujuannya adalah untuk menghitung massa total cluster ini dengan mempelajari kecepatan (atau lebih tepatnya kecepatan dispersi) dari tujuh galaksi. Ia menghitung massa 'dynamic mass', kemudian membandingkannya dengan 'luminous mass', yang merupakan massa dihitung dari jumlah cahaya yang dipancarkan oleh cluster (dengan membuat asumsi kemungkinan distribusi dari populasi bintang di galaksi). Kecepatan dispersi yang (atau dengan kata lain, bagaimana kecepatan dari 7 galaksi berbeda satu sama lain) secara langsung berkaitan dengan massa cluster itu. Bahkan, sebuah gugus bintang dapat dibandingkan dengan gas. Jika gas panas dan bercahaya, penyebaran partikel kecepatan tinggi. Dalam kasus ekstrim, partikel-partikel yang memiliki kecepatan yang cukup akan meninggalkan gas (menguap). Jika gas dingin dan berat, dispersi kecepatan lemah. Zwicky terkejut bahwa kecepatan yang diamati pada Coma Cluster sangat tinggi. Dynamic mass memiliki massa 400 kali lebih besar dari luminous mass! Zwicky mengumumkan observasi pada rekan-rekannya, tapi mereka tidak tertarik.

 

source : Symmetry Magazine

Dari sekian banyak teori, ada dua teori utama yang saling berlawanan yang terus mencoba menjelaskan sifat dari dark matter, yaitu hot dark matter dan cold dark matter. Teori-teori ini bergantung pada massa dan kecepatan partikel penyusun dark matter. Dalam teori hot dark matter, partikel-partikelnya memiliki kecepatan mendekati kecepatan cahaya, sedangkan cold dark matter lebih besar sehingga lebih lambat.

Kecepatan partikel-partikel ini sangat penting untuk model kosmologi Big Bang dan urutan pembentukan struktur alam semesta yang besar. Jika komposisi semesta yang utama terbuat dari hot dark matter, kecepatan yang sangat tinggi dari partikel awalnya akan mencegah pembentukan struktur yang kecil terlebih dahulu, mulai dari supercluster galaksi kemudian cluster galaksi kemudian galaksi yang kemudian dalam struktur yang lebih kecil.

Perkembangan semesta dengan metode ini biasa disebut UP BOTTOM, dimana struktur terbesar adalah yang pertama kali terbentuk kemudian membentuk struktur yang lebih kecil. Disisi lain, jika cold dark matter merupakan komponen utama alam semesta, partikel akan tersebar pada jarak yang lebih kecil dan dengan demikian akan menghapus fluktuasi kepadatan pada volume ruang yang lebih kecil. Materi-materi akan berkumpul untuk membentuk galaksi (mulai dari awan gas dan struktur yang lebih kecil), yang kemudian membentuk cluster, lalu supercluster. Skenario pembentukan semesta seperti ini disebut BOTTOM UP, dimana struktur terkecillah yang pertama terbentuk yang kemudian berkumpul membentuk struktur yang lebih besar.  

source : SciTechDaily

Kedua teori ini dipertahankan oleh Yakov Borisovitch Zeldovitch untuk hot dark matter, dan James Peebles untuk cold dark matter.

Beberapa astrofisikawan menambahkan dengan memberikan Teori String, teori ini menempatkan dark matter pada dimensi keenam, karena itu dark matter tidak dapat diakses dari dimensi kita yang berada pada urutan empat (tiga dimensi ruang, satu dimensi waktu), bahkan elektromagnetik dan nuklir tidak akan bisa menjangkau dan mempengaruhi dark matter yang dibatasi oleh dinding dimensi yang berbeda.

Ada yang memberikan Teori Axion sebagai penjelasan mengenai Dark Matter. Axion adalah suatu materi luar biasa terang yang memiliki kekuatan elektron 1µeV, stabil dan jarang dapat berinteraksi dengan materi.

 

 

Lubang hitam?

Memiliki ukuran super besar dan jarang sekali terlihat menjadikan lubang hitam sebagai kandidat yang tepat. Beberapa dari mereka bahkan mencapai 10 ribu kali massa matahari. Melacak suatu lubang hitam sangat sulit karena sifatnya yang menyerap apapun termasuk cahaya yang melintas. Namun, sayangnya butuh hampir sejuta lubang hitam lain selain yang ada sekarang untuk mengisi kekosongan materi 

Pertikel Neutrino?

Neutrino adalah sebuah partikel yang pertama kali diperkenalkan pada 1930 oleh Wolfgang Pauli, yang terdeteksi pada 1956 oleh Frederick Reines dan Clyde Cowan. Partikel ini tidak sensitif terhadap kekuatan elektromagnetik dan gaya nuklir kuat, neutrino tidak banyak berinteraksi dengan partikel lain.

Massa neutrino sangat kecil, bahkan hampir nol. Sebagai tambahan, neutrino adalah partikel yang paling melimpah di alam semesta setelah foton. Namun, eksperimen Super-Kamiokande dan SNO (Sudbury Neutrino Observatory) menunjukkan massa neutrino bahkan tidak cukup kecil untuk menganggap partikel ini akan merupakan materi gelap. Neutrino dapat mewakili paling tidak 18 % dari massa alam semesta. Bukan 96 %

MACHO's?

Massive Compact Halo Objects adalah benda gelap yang besar seperti bintang brown dwarf, bintang katai putih, bintang neutron dan lubang hitam

WIMP's?

(Weakly Interacting Massive Particles) adalah berbagai partikel subatom non-baryonik (bukan materi biasa) yang diyakini terbentuk karena Big Bang. Banyak teori pertikel memprediksi keberadaan WIMP seperti neutralinos, axion dan neutrino besar, tetapi tidak benar-benar terdeteksi. jika WIMP benar-benar ada, maka kemungkinan komposisi Dark Matter adalah WIMP

Kita tidak akan pernah bisa menguak seluruh rahasia yang disembunyikan alam, manusia hanya bisa meraba menuju kebenaran

 

 

 

Sir Mike Mitchell