Pengamatan awal yang dilakukan oleh Instrumen Spektroskopi Energi Gelap (DESI) mengisyaratkan bahwa percepatan perluasan alam semesta tidaklah konstan – dengan kata lain, energi gelap telah berubah sepanjang sejarah alam semesta.

Pada pergantian milenium, para astronom menemukan bahwa alam semesta mengembang dengan kecepatan yang semakin meningkat. Hal ini mengejutkan sebagian besar kosmolog yang berasumsi bahwa tarikan gravitasi memperlambat perluasan alam semesta setelah Big Bang.

Pada tahun 1998 dan 1999, dua tim independen menemukan percepatan tersebut dengan mengukur jarak ke supernova kuno dan kecepatan menjauhnya mereka dari Bumi. Energi gelap – sebuah istilah yang diciptakan pada tahun 1998 – digunakan untuk menyediakan sejumlah besar energi yang dibutuhkan untuk percepatan konstan ini. Tiga pemimpin tim tersebut menerima Hadiah Nobel Fisika tahun 2011 atas penemuan tersebut, dan dalam seperempat abad terakhir berbagai observasi telah mendukung dimasukkannya energi gelap ke dalam Model Standar kosmologi.

Kini, kejutan lain mungkin terjadi berkat DESI, yang dirancang untuk mempelajari perluasan alam semesta.

Serat optik yang dikendalikan robot

DESI terletak di Teleskop Nicholas U Mayall di Observatorium Nasional Kitt Peak di Arizona. Terdiri dari ribuan serat optik yang dikendalikan robot yang mengirimkan cahaya ke berbagai spektograf. Hal ini memungkinkan DESI membuat peta galaksi dan quasar yang luas di alam semesta. Data spektroskopi memberikan ukuran seberapa cepat sebuah galaksi bergerak menjauh dari kita, yang ditentukan oleh pergeseran merah sebuah galaksi.

Kunci dari studi energi gelap DESI adalah bahwa galaksi tidak tersebar secara merata di seluruh alam semesta, namun terkonsentrasi di wilayah seperti gelembung yang dikelilingi oleh ruang kosong. Hal ini disebabkan oleh bagaimana alam semesta mula-mula mengembang dan mendingin. Prosesnya dimulai dengan plasma panas yang dilalui gelombang suara, menciptakan area dengan kepadatan tinggi dan rendah yang disebut osilasi akustik baryon (BAO).

Akhirnya plasma ini “membeku” untuk menghasilkan gas yang kemudian membentuk bintang dan galaksi paling awal. Gelembung galaksi cenderung terbentuk di wilayah padat yang diciptakan oleh BAO, dan mengembang seiring dengan alam semesta. Oleh karena itu, ukuran gelembung galaksi memberi tahu para astronom berapa usianya saat ia mengirimkan cahayanya kepada kita. Tim juga menggunakan cahaya dari quasar kuno untuk menerangi BAO, memungkinkan mereka menyelidiki lebih jauh ke masa lalu dibandingkan dengan pengukuran galaksi.

Petunjuk yang menggiurkan

Dengan menggabungkan informasi spektroskopi dan BAO, tim DESI dapat menentukan laju perluasan alam semesta di tujuh titik waktu berbeda selama 11 miliar tahun terakhir. Meskipun pengamatan mereka secara umum sejalan dengan nilai energi gelap yang konstan, para ilmuwan DESI telah melaporkan petunjuk menarik mengenai beberapa penyimpangan.

“Sejauh ini, kami melihat kesesuaian mendasar dengan model alam semesta terbaik kami, namun kami juga melihat beberapa potensi perbedaan menarik yang dapat mengindikasikan bahwa energi gelap berevolusi seiring berjalannya waktu,” jelas direktur DESI. Michael Lewi, yang berbasis di Lawrence Berkeley National Laboratory di AS. “Hal tersebut mungkin akan hilang atau tidak jika disertai dengan lebih banyak data, jadi kami bersemangat untuk segera mulai menganalisis kumpulan data tiga tahun kami.”

Teori baru menghubungkan lubang hitam supermasif dan energi gelap

Secara khusus, tim menemukan bahwa pengamatannya konsisten dengan energi gelap yang bervariasi seiring waktu. Namun, signifikansi statistik dari deviasi tersebut sedikit lebih baik daripada 3σ – yang berarti terdapat sekitar 0.2% kemungkinan observasi tersebut merupakan kebetulan statistik. Dalam kosmologi dan beberapa bidang fisika lainnya, signifikansi 5σ diperlukan untuk sebuah penemuan.

Pengamatan ini dilakukan pada tahun pertama pengoperasian DESI, yang diperkirakan akan mensurvei alam semesta setidaknya selama lima tahun.

“Sungguh menakjubkan bahwa hanya dengan data tahun pertama, kita sudah dapat mengukur sejarah perluasan alam semesta kita pada tujuh bagian waktu kosmik yang berbeda, masing-masing dengan presisi 1 hingga 3%,” kata Berkeley's Nathalie Palanque-Delabrouille. “Tim ini melakukan banyak pekerjaan untuk memperhitungkan seluk-beluk pemodelan instrumental dan teoretis, yang memberi kami keyakinan akan kekokohan hasil pertama kami.”

Selain memberikan petunjuk baru tentang perluasan alam semesta, DESI juga memberikan informasi baru tentang massa neutrino.

Pengamatan BAO dijelaskan dalam pracetak arXiv. Publikasi terkait dapat ditemukan di sini.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/baryon-acoustic-oscillations-hint-that-dark-energy-may-have-changed-over-time/