'Teori Bunglon' Dapat Menjelaskan Mengapa Alam Semesta Mengembang


'Teori Bunglon' Dapat Menjelaskan Mengapa Semesta Meledakkan

Simulasi superkomputer dari galaksi cakram. Sisi kanan gambar menunjukkan kepadatan gas di dalam galaksi disk, sementara bintang-bintang bersinar sebagai titik-titik terang. Sisi kiri gambar menunjukkan bagaimana kekuatan berubah di dalam gas menurut Chameleon Theory, yang bisa menjelaskan perbedaan dalam pengukuran dan model energi gelap kami.

Kredit: Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University

Bisakah bunglon membangun galaksi? Menurut model komputer baru, ya.

Ini bukan lelucon surealis melainkan implikasi dari simulasi baru-baru ini yang bertujuan untuk menjelaskan cara kerja energi gelap, kekuatan misterius yang menggerakkan segala sesuatu di alam semesta. Temuan ini, yang diterbitkan 8 Juli dalam jurnal Nature Astronomy, memberikan dukungan pada model energi gelap yang dikenal sebagai Chameleon Theory.

Petunjuk energi gelap pertama kali ditemukan pada akhir 1990-an, ketika kosmolog mengukur cahaya dari supernova yang jauh dan menyadari bahwa bintang-bintang lebih redup daripada yang diperkirakan, menunjukkan bahwa jalinan ruangwaktu tidak hanya berkembang, tetapi juga mempercepat ekspansi. Fisikawan mengusulkan keberadaan kekuatan yang bekerja berlawanan dengan gravitasi, mendorong benda-benda menjauh satu sama lain, daripada menyatukan mereka. [The Biggest Unsolved Mysteries in Physics]

Sebagian besar peneliti menganut gagasan bahwa energi gelap adalah apa yang dikenal sebagai konstanta kosmologis, sejenis energi yang terpendam dalam ruang hampa itu sendiri, kata Baojiu Li, seorang ahli fisika matematika di Universitas Durham di Inggris, kepada Live Science. "Model sederhana ini bekerja sangat baik secara praktis, dan ini merupakan tambahan langsung ke model kosmologis tanpa harus memodifikasi hukum gravitasi," katanya.

Masalahnya adalah bahwa teori-teori fisika terkemuka memprediksi bahwa nilai energi vakum harus 120 kali lipat lebih tinggi dari apa yang diamati oleh para kosmolog dari pengukuran aktual energi gelap di alam semesta, kata Li. Jadi fisikawan telah mencari penjelasan alternatif, termasuk Teori Bunglon.

Teori ini mengusulkan kekuatan baru, di atas empat yang sudah diketahui, dimediasi oleh partikel yang disebut partikel bunglon, menurut seorang penjelajah di majalah Sky and Telescope. Gaya bunglon akan bertindak seperti energi gelap, yang memisahkan galaksi-galaksi di kosmos. Tetapi memiliki kekuatan kelima yang tak terduga datang dengan dilema tersendiri – bagaimana instrumen kita belum pernah melihat partikel seperti itu?

Teori ini menunjukkan bahwa partikel bunglon, seperti senama reptil mereka, dapat berbaur dengan lingkungannya untuk menghindari deteksi. Alih-alih mengubah warna, partikel-partikel ini mengubah massa. Dalam lingkungan kepadatan tinggi, seperti yang dekat Bumi, mereka memiliki massa yang tinggi dan karenanya sulit dideteksi. Inilah sebabnya mengapa kita tidak melihat efek partikel bunglon pada tata surya kita, melainkan hanya pada skala kosmologis yang sangat besar, di mana, secara keseluruhan, materi jarang, menurut teori.

Untuk menguji Chameleon Theory, para peneliti telah menjalankan simulasi komputer yang kuat, memutar materi gelap virtual – substansi yang belum diketahui jauh melebihi materi terlihat di alam semesta – dengan empat kekuatan yang dikenal ditambah partikel bunglon untuk membuat struktur langit seperti tata surya kita. , menurut sebuah pernyataan.

Tetapi sampai sekarang, keterbatasan kekuatan pemrosesan berarti bahwa model tidak dapat mencakup materi biasa yang terlihat, seperti proton dan elektron. Li dan rekan-rekannya menggunakan superkomputer untuk akhirnya memasukkan partikel-partikel biasa di samping yang lainnya dan menghasilkan struktur skala galaksi.

"Simulasi menunjukkan bahwa galaksi realistis, seperti Bima Sakti kita sendiri, dapat terbentuk meskipun ada perilaku gravitasi yang rumit [Chameleon Theory], "Kata Li.

Tim berharap pemodelan lebih lanjut akan mengungkapkan cara untuk membedakan teori dari hipotesis lain tentang energi gelap, tambahnya.

Jadi, apakah ide-ide ini menantang teori relativitas umum Einstein, seperti yang telah banyak dilaporkan?

"Tantangan adalah kata yang kuat," Jeremy Sakstein, seorang ahli fisika di University of Pennsylvania di Philadelphia yang tidak terlibat dalam pekerjaan itu, mengatakan kepada Live Science.

Untuk menguji relativitas umum, itu berguna untuk memiliki teori yang bersaing, ia menambahkan, dan penelitian baru ini merupakan langkah menuju membuat prediksi tentang apa yang mungkin dilihat alternatif ini pada skala kosmologis.

Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.