Kita hidup dalam alam semesta yang sebahagian besarnya adalah misteri total. Semua yang boleh kita lihat, sentuh, dan ukur — galaksi, bintang, planet, gas, debu, dan bahkan diri kita sendiri — membentuk hanya kira-kira 5% daripada jumlah kandungan alam semesta. Baki 95% adalah dalam bentuk yang tidak dapat kita lihat secara langsung: kira-kira 27% adalah jirim gelap, dan kira-kira 68% adalah sesuatu yang bahkan lebih misteri — tenaga gelap.
Tenaga gelap pertama kali dicadangkan oleh dua pasukan penyelidik yang berasingan pada tahun 1998, ketika mereka sedang mengukur jarak supernova jenis Ia yang jauh. Supernova jenis Ia adalah "lilin standard" kosmik — ia mempunyai kecerlangan mutlak yang diketahui, membolehkan saintis menggunakan kecerlangannya yang kelihatan untuk mengukur jarak mereka. Kedua-dua pasukan — yang diketuai oleh Saul Perlmutter, Brian Schmidt, dan Adam Riess — menjangkakan menemui bahawa pengembangan alam semesta sedang melambat akibat tarikan graviti jirim. Namun, penemuan mereka mengejutkan dunia sains: alam semesta tidak melambat — ia sedang mempercepat pengembangan. Penemuan ini memenangkan mereka Hadiah Nobel Fizik 2011.
Jika pengembangan alam semesta sedang dipercepatkan, mesti ada satu daya yang bertindak menentang graviti, menolak galaksi-galaksi semakin jauh antara satu sama lain. Saintis menamakan daya yang tidak diketahui ini sebagai "tenaga gelap." Namun, nama ini hanyalah label untuk kebodohan kita — kita tahu sesuatu adalah ada, tetapi kita tidak tahu apakah ia sebenarnya.
Salah satu penjelasan yang paling banyak dikaji untuk tenaga gelap adalah "pemalar kosmologi" — yang pertama kali diperkenalkan oleh Albert Einstein dalam persamaan relativiti amnya. Einstein pada asalnya menambah pemalar ini untuk memastikan alam semesta statik dalam modelnya (sebelum Hubble membuktikan alam semesta sedang mengembang). Einstein kemudiannya menarik balik pemalar ini, menyebutnya sebagai "kesilapan terbesar" dalam kerjayanya. Namun ironisnya, penemuan tenaga gelap menunjukkan bahawa beliau mungkin tidak silap sama sekali.
Pemalar kosmologi boleh ditafsirkan sebagai tenaga yang wujud dalam vakum ruang angkasa itu sendiri — tenaga "kosong" yang meresapi setiap titik dalam alam semesta. Namun, apabila fizikawan cuba mengira nilai ini menggunakan mekanik kuantum, jawapan yang mereka dapat adalah 10¹²⁰ kali lebih besar daripada nilai yang diperhatikan — ketidakpadanan terbesar antara teori dan pemerhatian dalam sejarah fizik.
Penjelasan alternatif lain termasuk "quintessence" — medan tenaga dinamik yang berubah dari satu tempat ke tempat lain dan dari satu masa ke masa lain. Teori-teori eksotik lain mencadangkan bahawa undang-undang graviti perlu diubah suai pada skala kosmik, atau bahawa dimensi tambahan yang tidak dapat kita lihat memainkan peranan penting.
Pada masa ini, saintis sedang menggunakan pelbagai teleskop dan survei galaksi berskala besar untuk mempelajari sifat tenaga gelap dengan lebih mendalam. Projek seperti Euclid Space Telescope Eropah dan Vera C. Rubin Observatory di Chile sedang memetakan berbilion galaksi untuk memahami bagaimana tenaga gelap telah mempengaruhi struktur alam semesta sepanjang sejarahnya. Jawapan kepada misteri tenaga gelap mungkin memerlukan fizik baru yang melampaui model standard fizik zarah — dan kemungkinan besar akan mengubah pemahaman kita tentang sifat ruang, masa, dan alam semesta secara fundamental.
🔬 Fakta Sains #92: Tenaga Gelap - 68% Alam Semesta yang Masih Misteri. Tenaga gelap adalah daya misteri yang mengisi 68% alam semesta dan menyebabkan pengembangan alam semesta semakin laju, namun saintis masih belum memahami sifat sebenarnya.. Kita hidup dalam alam semesta yang sebahagian besarnya adalah misteri total. Semua yang boleh kita lihat, sentuh, dan ukur — galaksi, bintang, planet, gas, debu, dan bahkan diri kita sendiri — membentuk hanya kira-kira 5% daripada jumlah kandungan alam semesta. Baki 95% adalah dalam bentuk yang tidak dapat kita lihat secara langsung: kira-kira 27% adalah jirim gelap, dan kira-kira 68% adalah sesuatu yang bahkan lebih misteri — tenaga gelap.
Tenaga gelap pertama kali dicadangkan oleh dua pasukan penyelidik yang berasingan pada tahun 1998, ketika mereka sedang mengukur jarak supernova jenis Ia yang jauh. Supernova jenis Ia adalah "lilin standard" kosmik — ia mempunyai kecerlangan mutlak yang diketahui, membolehkan saintis menggunakan kecerlangannya yang kelihatan untuk mengukur jarak mereka. Kedua-dua pasukan — yang diketuai oleh Saul Perlmutter, Brian Schmidt, dan Adam Riess — menjangkakan menemui bahawa pengembangan alam semesta sedang melambat akibat tarikan graviti jirim. Namun, penemuan mereka mengejutkan dunia sains: alam semesta tidak melambat — ia sedang mempercepat pengembangan. Penemuan ini memenangkan mereka Hadiah Nobel Fizik 2011.
Jika pengembangan alam semesta sedang dipercepatkan, mesti ada satu daya yang bertindak menentang graviti, menolak galaksi-galaksi semakin jauh antara satu sama lain. Saintis menamakan daya yang tidak diketahui ini sebagai "tenaga gelap." Namun, nama ini hanyalah label untuk kebodohan kita — kita tahu sesuatu adalah ada, tetapi kita tidak tahu apakah ia sebenarnya.
Salah satu penjelasan yang paling banyak dikaji untuk tenaga gelap adalah "pemalar kosmologi" — yang pertama kali diperkenalkan oleh Albert Einstein dalam persamaan relativiti amnya. Einstein pada asalnya menambah pemalar ini untuk memastikan alam semesta statik dalam modelnya sebelum Hubble membuktikan alam semesta sedang mengembang . Einstein kemudiannya menarik balik pemalar ini, menyebutnya sebagai "kesilapan terbesar" dalam kerjayanya. Namun ironisnya, penemuan tenaga gelap menunjukkan bahawa beliau mungkin tidak silap sama sekali.
Pemalar kosmologi boleh ditafsirkan sebagai tenaga yang wujud dalam vakum ruang angkasa itu sendiri — tenaga "kosong" yang meresapi setiap titik dalam alam semesta. Namun, apabila fizikawan cuba mengira nilai ini menggunakan mekanik kuantum, jawapan yang mereka dapat adalah 10¹²⁰ kali lebih besar daripada nilai yang diperhatikan — ketidakpadanan terbesar antara teori dan pemerhatian dalam sejarah fizik.
Penjelasan alternatif lain termasuk "quintessence" — medan tenaga dinamik yang berubah dari satu tempat ke tempat lain dan dari satu masa ke masa lain. Teori-teori eksotik lain mencadangkan bahawa undang-undang graviti perlu diubah suai pada skala kosmik, atau bahawa dimensi tambahan yang tidak dapat kita lihat memainkan peranan penting.
Pada masa ini, saintis sedang menggunakan pelbagai teleskop dan survei galaksi berskala besar untuk mempelajari sifat tenaga gelap dengan lebih mendalam. Projek seperti Euclid Space Telescope Eropah dan Vera C. Rubin Observatory di Chile sedang memetakan berbilion galaksi untuk memahami bagaimana tenaga gelap telah mempengaruhi struktur alam semesta sepanjang sejarahnya. Jawapan kepada misteri tenaga gelap mungkin memerlukan fizik baru yang melampaui model standard fizik zarah — dan kemungkinan besar akan mengubah pemahaman kita tentang sifat ruang, masa, dan alam semesta secara fundamental.
