Sekitar 80 persen massa alam semesta terdiri dari bahan yang tidak bisa diamati secara langsung oleh para ilmuwan dan bahkan mereka tidak memiliki pengetahuan absolut. Materi gelap dikenal sebagai bagian aneh dari alam semesta yang tidak memancarkan cahaya atau energi. Para ilmuwan menganggap materi gelap mendominasi alam semesta karena studi galaksi lain pada 1950-an menunjukkan bahwa alam semesta mengandung lebih banyak materi daripada yang bisa dilihat dengan mata langsung.
Ilmuwan percaya bahwa ada sesuatu yang tidak bisa kita lihat dan berfungsi. Mereka percaya bahwa ada sesuatu yang belum kita deteksi secara langsung di galaksi, suatu massa ekstra, yang dapat menghasilkan gravitasi tambahan yang mereka perlukan untuk tetap utuh. Ini dikenal sebagai materi gelap.
Pengertian
Materi gelap adalah istilah yang digunakan dalam astrofisika dan kosmologi fisik untuk mendefinisikan jenis materi dan energi di alam semesta, yang tidak sesuai dengan energi gelap, materi biasa atau neutrino karena tidak memancarkan atau berinteraksi dengan semua jenis radiasi elektromagnetik .
Latar Belakang
Asal-usul materi gelap berasal dari tahun 1600. Beberapa waktu setelah Isaac Newton mempresentasikan teorinya tentang gravitasi universal, beberapa astronom mulai berspekulasi tentang keberadaan benda-benda yang dapat memancarkan sedikit atau tidak ada cahaya di alam semesta, tetapi itu masih Mereka bisa dikenal karena gaya gravitasinya yang diberikan pada benda mengkilap seperti bintang dan planet. Gagasan ini mendapatkan kekuatan pada 1700-an setelah ilmuwan Pierre Laplace berpendapat bahwa beberapa benda bisa cukup besar untuk menangkap cahaya yang dipancarkan, dan pada abad ke-19, Urbain Le Verrier dan John Couch Adams menggunakan anomali gravitasi di pergerakan Uranus untuk memprediksi keberadaan Neptunus. Pada saat ini, para astronom telah berhasil menunjukkan keberadaan nebula gelap, yang hanya terlihat oleh cahaya yang mereka serap dari benda-benda terang di belakangnya. Jelas bahwa ada lebih banyak hal di Semesta daripada yang bisa dilihat dengan mata kasar.
Saat ini, materi gelap telah dilihat sebagai kontributor utama untuk pembentukan massa galaksi melalui Fritz Zwicky yang pada tahun 193,3 melakukan studi tentang pergerakan galaksi dalam Coma Cluster, sebuah superkluster galaksi yang mengandung lebih banyak 1.000 galaksi. Beberapa tahun sebelumnya, Edwin Hubble telah menghitung bahwa Koma Cluster berisi sekitar 800 galaksi, masing-masing dengan sekitar satu miliar bintang. Menggunakan teorema virial, Zwicky menghitung massa lebih dari 500 kali lebih besar dari Hubble. Zwicky menunjukkan bahwa jika pengukurannya benar, materi gelap akan hadir dalam jumlah yang jauh lebih besar daripada materi cahaya.
Sejarah materi gelap
Referensi paling awal untuk materi gelap hanya mengisyaratkan pemahaman modern. Menjelang akhir abad ke-19, gambar-gambar baru dari bidang dalam fotografi astronomi mengungkapkan daerah gelap di langit. Bintang-bintang tampaknya tidak terdistribusi secara merata, dan para ilmuwan bertanya-tanya apakah ini karena daerah gelap tidak memiliki bintang, atau jika beberapa zat penyerap menghalangi pandangan mereka terhadap bintang lain. Lord Kelvin, seorang fisikawan Skotlandia-Irlandia, adalah salah satu ilmuwan pertama yang mencoba memperkirakan jumlah benda gelap di galaksi Bima Sakti menggunakan perkiraan yang diambil dari hamburan kecepatan bintang yang diamati. Henri Poincaré, ahli matematika dan fisika Prancis, menanggapi gagasan Lord Kelvin menggunakan istilah “materi gelap”. Meskipun terkesan oleh ide-ide Lord Kelvin, dia tidak setuju dengan kesimpulan ilmuwan. Poincaré menulis bahwa “karena jumlah mereka sebanding dengan yang ditawarkan oleh teleskop, maka tidak ada materi gelap, atau setidaknya tidak sebanyak materi terang.”
Penemu
Istilah materi gelap diajukan oleh ilmuwan Fritz Zwicky pada tahun 1933 sebelum beberapa bukti ditemukan mengenai massa yang tidak terlihat dan yang dapat mempengaruhi kecepatan orbit galaksi yang terletak di cluster.
Untuk apa materi gelap?
Menurut serangkaian analisis dan studi, telah ditemukan bahwa materi gelap memainkan peran yang sangat penting dalam pembentukan berbagai struktur dan evolusi galaksi. Ini memiliki beberapa efek yang dapat diukur dalam anisotropi radiasi latar belakang gelombang mikro.
Komposisi
Materi gelap adalah subjek yang masih belum diketahui secara pasti, tetapi penelitian menunjukkan bahwa itu dapat mencakup neutrino biasa dan berat, partikel elementer dan akson, benda-benda astronomi seperti bintang katai, planet dan awan gas non-bercahaya. Bukti saat ini mendukung model di mana komponen utama materi gelap adalah partikel elementer baru yang disebut materi gelap nonbaryonic.
Pentingnya
Pentingnya materi gelap bagi alam semesta diyakini didasarkan pada keberadaan konstanta kosmologis dan energi gelap. Menurut pengukuran yang dilakukan oleh satelit WMAP, ekspansi Semesta dipercepat, dan akan terus berakselerasi karena adanya energi gelap, meskipun tanpa menyebabkan Big Rip.