Menjelaskan perkembangan struktur kosmik

Penelitian yang dipimpin oleh seorang ilmuwan muda Vietnam di Universitas Michigan (AS) telah menemukan bukti bahwa struktur besar dan hubungan antara galaksi di alam semesta berkembang lebih lambat daripada yang diprediksi oleh Teori Relativitas Umum Einstein.

Nguyen Nhat Minh - Foto: NVCC

Seiring berjalannya waktu dan evolusi alam semesta , para ilmuwan memperkirakan struktur-struktur besar di alam semesta – jaringan materi yang menghubungkan galaksi-galaksi – akan tumbuh pada tingkat yang diprediksi oleh Teori Relativitas Umum Albert Einstein. Area-area materi yang terkonsentrasi, seperti gugus galaksi, menjadi semakin padat, sementara ruang-ruang kosong menjadi semakin kosong.

Pelajari lebih lanjut tentang gravitasi dan energi gelap

Para peneliti di Universitas Michigan juga telah menunjukkan bahwa energi gelap (sejenis energi yang sifatnya tidak diketahui tetapi lazim di alam semesta) mempercepat perluasan alam semesta, sehingga kesenjangan antara teori dan data menjadi semakin jelas. Penulis utama karya ini adalah Nguyen Nhat Minh, seorang kosmolog muda Vietnam dan mantan mahasiswa jurusan fisika teoretis di Universitas Ilmu Pengetahuan Alam, Kota Ho Chi Minh. Penemuan ini dipublikasikan di Physical Review Letters, jurnal yang menduduki peringkat pertama dalam matematika dan fisika oleh Google Scholar. Karena pentingnya penemuan ini, penelitian ini dievaluasi sebagai karya luar biasa oleh dewan redaksi American Physical Society dan dilaporkan oleh banyak jurnal fisika internasional. Galaksi-galaksi terhubung satu sama lain di seluruh alam semesta seperti jaring laba-laba raksasa. Distribusi mereka di ruang angkasa tidak acak, tetapi cenderung terkonsentrasi. Faktanya, seluruh jaringan materi di alam semesta berawal dari gumpalan materi kecil di alam semesta awal, yang secara bertahap berkembang menjadi galaksi-galaksi individual dan akhirnya membentuk gugus dan filamen galaksi. Alam semesta tidak hanya terdiri dari materi. Kemungkinan juga mengandung komponen misterius yang disebut energi gelap. Energi gelap mempercepat ekspansi seluruh alam semesta. Ketika energi gelap mempercepat ekspansi alam semesta, efeknya justru sebaliknya pada struktur-struktur besar. Dr. Nhat Minh menganalisis: "Jika gravitasi bertindak seperti penguat yang memperkuat gangguan material yang mendorongnya tumbuh menjadi struktur besar, maka energi gelap bertindak seperti peredam yang melemahkan gangguan dan menghambat pertumbuhan struktur-struktur ini." Oleh karena itu, menurutnya, "dengan memahami bagaimana struktur-struktur di alam semesta terbentuk dan berkembang, kita dapat lebih memahami sifat gravitasi dan energi gelap."

Materi di alam semesta awal secara bertahap bergabung menjadi struktur kosmik besar pada periode akhir - Ilustrasi: NHAT MINH - MAI THANH

Kami terkejut dengan kekuatan statistik yang tinggi dari bukti penekanan pertumbuhan anomali ini. Terus terang, rasanya alam semesta sedang mencoba memberi tahu kita sesuatu. Sekarang, giliran kita, para kosmolog, untuk menjelaskan temuan-temuan ini.

Profesor Dragan Huterer

Terus mempelajari gerakan galaksi

Dr. Nhat Minh dan rekan-rekannya, Profesor Dragan Huterer dan Dr. Yuewei Wen (keduanya dari Universitas Michigan), mempelajari evolusi struktur-struktur besar berbasis waktu di sepanjang evolusi alam semesta menggunakan berbagai sumber data eksplorasi ruang angkasa. Menurut Michigan News, mereka pertama kali menggunakan latar belakang gelombang mikro kosmik (atau CMB), yang terdiri dari foton yang dipancarkan tak lama setelah Big Bang yang menciptakan alam semesta. Foton-foton ini memberikan gambaran singkat tentang alam semesta awal. Ketika foton mencapai teleskop kita, lintasannya dapat dibelokkan oleh tarikan gravitasi struktur-struktur besar di sepanjang lintasannya. Dengan mempelajari fenomena ini, para peneliti dapat menyimpulkan struktur dan distribusi materi di alam semesta. Para kosmolog telah memanfaatkan fenomena "cahaya dari galaksi-galaksi latar belakang yang jauh terdistorsi oleh interaksi gravitasi dengan materi di antara mereka dan teleskop," menguraikan distorsi tersebut untuk menentukan bagaimana materi terdistribusi antara kita dan galaksi-galaksi latar belakang yang jauh. "Yang penting adalah bahwa latar belakang gelombang mikro kosmik dan galaksi-galaksi latar belakang terletak pada jarak yang berbeda dari teleskop kita, sehingga lensa gravitasi lemah galaksi memberi kita informasi tentang distribusi materi di alam semesta pada waktu yang lebih dekat dengan kita daripada informasi tentang distribusi materi yang disimpulkan dari lensa gravitasi lemah latar belakang gelombang mikro kosmik," jelas Nhat Minh kepada Michigan News. Untuk melacak perkembangan struktur bahkan di kemudian hari, para kosmolog terus mempelajari gerakan galaksi di alam semesta terdekat. Ketika galaksi berada dalam pengaruh gravitasi struktur kosmik, gerakannya memberikan informasi yang berkaitan langsung dengan perkembangan struktur tersebut.

Hasil penelitian baru menjelaskan "Kontradiksi S8"?

Penemuan baru para peneliti ini dapat menyelesaikan apa yang disebut "Kontroversi S8" dalam kosmologi. S8 adalah parameter yang menggambarkan pertumbuhan struktur di alam semesta. Perbedaan pendapat muncul ketika para ilmuwan menggunakan dua metode berbeda untuk menentukan nilai S8, dan nilai yang diperoleh dari kedua metode tersebut tidak sesuai. Metode pertama, yang menggunakan foton dari latar belakang gelombang mikro kosmik, menunjukkan nilai S8 yang lebih tinggi daripada nilai yang disimpulkan dari pengukuran lensa gravitasi lemah (yang meregangkan dan melengkungkan bentuk galaksi yang diamati) dan pengelompokan galaksi. Kedua metode tersebut tidak mengukur pertumbuhan struktur saat ini. Sebaliknya, mereka mempelajari struktur pada masa lampau dan kemudian mengekstrapolasinya ke masa kini, dengan asumsi bahwa Model Standar adalah model alam semesta yang tepat. Struktur yang diperoleh dari latar belakang gelombang mikro kosmik mendekati alam semesta awal, sementara struktur yang diperoleh dari lensa gravitasi dan pengelompokan galaksi berada di alam semesta akhir, lebih dekat dengan masa kini. Menurut Dr. Nhat Minh, temuan para peneliti tentang penekanan pertumbuhan materi dan struktur pada periode akhir alam semesta akan membuat kedua nilai S8 dari kedua pengukuran tersebut sepenuhnya konsisten satu sama lain.

Tuoitre.vn