Dark Matter Web
Pada tahun 1930-an, seorang astronom Swiss berjulukan Fritz Zwicky memperhatikan bahwa galaksi-galaksi di deretan yang jauh mengorbit satu sama lain lebih cepat daripada seharusnya mereka diberi jumlah massa tampak yang mereka miliki. Dia mengusulkan daripada zat yang tak terlihat, yang ia sebut bahan gelap, mungkin menarik-narik gravitasi pada galaksi-galaksi ini.
Sejak itu, para peneliti telah mengkonfirmasi bahwa bahan misterius ini sanggup ditemukan di seluruh kosmos, dan bahwa bahan ini enam kali lebih banyak daripada bahan normal yang membentuk benda-benda biasa menyerupai bintang dan manusia. Namun meskipun melihat bahan gelap di seluruh alam semesta, sebagian besar ilmuwan masih menggaruk-garuk kepala mereka di atasnya.
Berikut yakni 11 pertanyaan terbesar yang belum terjawab wacana bahan gelap.
1. Apa itu bahan gelap?
Pertama dan mungkin yang paling membingungkan, para peneliti tetap tidak yakin wacana apa sesungguhnya bahan gelap itu. Awalnya, beberapa ilmuwan menduga bahwa massa yang hilang di alam semesta terdiri dari bintang-bintang kecil yang pudar dan lubang hitam, meskipun pengamatan terperinci belum menemukan benda yang hampir cukup untuk menjelaskan imbas bahan gelap, menyerupai fisikawan Don Lincoln dari Departemen AS. Fermilab Energy sebelumnya menulis untuk Live Science. Pesaing utama ketika ini untuk mantel bahan gelap yakni partikel hipotetis yang disebut Weakly Interacting Massive Particle, atau WIMP, yang akan berperilaku menyerupai neutron kecuali akan antara 10 dan 100 kali lebih berat daripada proton, menyerupai yang ditulis Lincoln. Namun, dugaan ini hanya menimbulkan lebih banyak pertanyaan - contohnya ...
2. Bisakah kita mendeteksi bahan gelap?
Jika bahan gelap dibentuk dari WIMP, mereka seharusnya ada di sekitar kita, tidak terlihat dan hampir tidak sanggup dideteksi. Kaprikornus mengapa kita belum menemukannya? Sementara mereka tidak akan terlalu banyak berinteraksi dengan bahan biasa, selalu ada sedikit peluang bahwa partikel bahan gelap sanggup mengenai partikel normal menyerupai proton atau elektron ketika bergerak melalui ruang. Jadi, para peneliti telah membangun eksperimen demi eksperimen untuk mempelajari sejumlah besar partikel biasa jauh di bawah tanah, di mana mereka terlindung dari gangguan radiasi yang sanggup menjiplak ukiran bahan gelap. Masalah? Setelah pencarian selama puluhan tahun, tidak satu pun dari detektor ini yang menghasilkan inovasi yang kredibel. Awal tahun ini, percobaan PandaX Cina melaporkan tidak adanya deteksi WIMP terbaru. Tampaknya partikel bahan gelap jauh lebih kecil daripada WIMP, atau tidak mempunyai sifat yang membuatnya gampang dipelajari, fisikawan Hai-Bo Yu dari University of California, Riverside, menyampaikan kepada Live Science pada ketika itu.
3. Apakah bahan gelap terdiri dari lebih dari satu partikel?
Materi biasa terdiri dari partikel sehari-hari menyerupai proton dan elektron, serta kebun hewan seluruh partikel yang lebih eksotis menyerupai neutrino, muon dan pion. Jadi, beberapa peneliti bertanya-tanya apakah bahan gelap, yang merupakan 85 persen dari bahan di alam semesta, mungkin juga sama rumitnya.
"Tidak ada alasan yang baik untuk menganggap bahwa semua bahan gelap di alam semesta dibangun dari satu jenis partikel," kata fisikawan Andrey Katz dari Universitas Harvard kepada Space.com, situs saudara Live Science.
Proton gelap sanggup bergabung dengan elektron gelap untuk membentuk atom gelap, menghasilkan konfigurasi yang bermacam-macam dan menarik menyerupai yang ditemukan di dunia yang terlihat, kata Katz.
Sementara tawaran menyerupai itu semakin banyak dibayangkan di laboratorium fisika, mencari cara untuk mengkonfirmasi atau menyangkal mereka sejauh ini telah menghindari para ilmuwan. [Strange Quarks and Muons, Oh My! Nature's Tiniest Particles Dissected]
4. Apakah kekuatan gelap ada?
Seiring dengan pemanis partikel bahan gelap, ada kemungkinan bahwa pengalaman bahan gelap analog dengan yang dirasakan oleh bahan biasa. Beberapa peneliti telah mencari "foton gelap," yang akan menyerupai foton yang dipertukarkan antara partikel normal yang menimbulkan gaya elektromagnetik, kecuali mereka akan dirasakan hanya oleh partikel bahan gelap. Fisikawan di Italia bersiap untuk menghancurkan seberkas elektron dan antipartikel mereka, yang dikenal sebagai positron, menjadi berlian, menyerupai yang dilaporkan Live Science sebelumnya. Jika ada foton gelap, pasangan elektron-positron sanggup memusnahkan dan menghasilkan salah satu partikel pembawa kekuatan yang aneh, berpotensi membuka sektor gres alam semesta.
5. Bisakah bahan gelap dibentuk dari aksial?
Ketika fisikawan semakin jatuh cinta dengan WIMPs, partikel bahan gelap lainnya mulai mendapat bantuan. Salah satu pengganti utama yakni partikel hipotetis yang dikenal sebagai axion, yang akan sangat ringan, mungkin hanya 10 yang dinaikkan menjadi kekuatan ke-31 yang kurang masif daripada proton. Aksinya kini sedang dicari dalam beberapa percobaan. Simulasi komputer baru-baru ini telah meningkatkan kemungkinan bahwa aksial ini sanggup membentuk objek menyerupai bintang, yang sanggup menghasilkan radiasi yang sanggup dideteksi yang akan sangat menyerupai dengan fenomena misterius yang dikenal sebagai semburan radio cepat, menyerupai yang dilaporkan Live Science sebelumnya.
6. Apa sifat-sifat bahan gelap?
Para astronom menemukan bahan gelap melalui interaksi gravitasinya dengan bahan biasa, memperlihatkan bahwa ini yakni cara utama untuk menciptakan keberadaannya diketahui di alam semesta. Tetapi ketika mencoba memahami sifat sesungguhnya dari bahan gelap, para peneliti hanya mempunyai sedikit hal yang sanggup diteruskan. Menurut beberapa teori, partikel bahan gelap haruslah antipartikel mereka sendiri, artinya dua partikel bahan gelap akan saling memusnahkan ketika mereka bertemu. Eksperimen Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) di Stasiun Luar Angkasa Internasional telah mencari gejala tanda pemusnahan ini semenjak 2011 dan telah mendeteksi ratusan ribu peristiwa. Para ilmuwan masih tidak yakin apakah ini berasal dari bahan gelap, dan sinyal belum membantu mereka menemukan apa itu bahan gelap.
7. Apakah bahan gelap ada di setiap galaksi?
Karena bahan ini secara masif melebihi bahan biasa, bahan gelap sering dikatakan sebagai kekuatan pengendali yang mengatur struktur besar menyerupai galaksi dan kluster galaksi. Jadi, absurd ketika, awal tahun ini, para astronom mengumumkan bahwa mereka telah menemukan sebuah galaksi berjulukan NGC 1052-DF2 yang sepertinya hampir tidak mengandung bahan gelap sama sekali. "Materi gelap sepertinya bukan persyaratan untuk membentuk galaksi," Pieter van Dokkum dari Universitas Yale menyampaikan kepada Space.com pada ketika itu. Namun, selama animo panas, sebuah tim terpisah memposting analisis yang memperlihatkan bahwa tim van Dokkum telah memastikan jarak ke galaksi, yang berarti bahan yang terlihat jauh lebih redup dan lebih ringan daripada temuan pertama dan bahwa lebih banyak massanya berada di bahan gelap daripada sebelumnya. disarankan sebelumnya.
8. Ada apa dengan hasil DAMA / LIBRA?
Sebuah misteri usang dalam fisika partikel yakni hasil membingungkan dari eksperimen Eropa yang dikenal sebagai DAMA / LIBRA. Detektor ini - terletak di tambang bawah tanah di bawah gunung Gran Sasso di Italia - telah mencari osilasi terpola dalam partikel bahan gelap. Osilasi ini harus muncul ketika Bumi bergerak dalam orbitnya mengelilingi matahari sambil terbang melalui fatwa galaksi bahan gelap yang mengelilingi tata surya kita, adakala disebut angin bahan gelap. Sejak 1997, DAMA / LIBRA telah mengklaim untuk melihat sinyal ini persis, meskipun tidak ada percobaan lain yang melihat hal menyerupai ini.
9. Mungkinkah bahan gelap mempunyai muatan listrik?
Sebuah sinyal dari awal waktu telah menimbulkan beberapa fisikawan menyarankan bahwa bahan gelap mungkin mempunyai muatan listrik. Radiasi dengan panjang gelombang 21 sentimeter dipancarkan oleh bintang-bintang pada masa bayi di alam semesta, hanya 180 juta tahun sehabis Big Bang. Itu kemudian diserap oleh hidrogen masbodoh yang ada pada ketika bersamaan. Ketika radiasi ini terdeteksi pada bulan Februari tahun ini, tanda tangannya memperlihatkan bahwa hidrogen jauh lebih masbodoh daripada yang diperkirakan para ilmuwan. Ahli astrofisika Julian Muñoz dari Universitas Harvard berhipotesis bahwa bahan gelap dengan muatan listrik sanggup menarik panas dari hidrogen yang meresap, semacam es watu yang mengambang di limun, menyerupai yang ia katakan kepada Live Science pada ketika itu. Namun dugaan tersebut belum sanggup dikonfirmasi.
10. Bisakah partikel biasa membusuk menjadi bahan gelap?
Neutron yakni partikel bahan reguler dengan masa hidup terbatas. Setelah sekitar 14,5 menit, satu-satunya neutron yang tidak ditambat dari atom akan membusuk menjadi proton, elektron, dan neutrino. Tetapi dua pengaturan eksperimental yang berbeda memperlihatkan masa hidup yang sedikit berbeda untuk peluruhan ini, dengan perbedaan di antara mereka sekitar 9 detik, berdasarkan percobaan yang dikutip dalam sebuah studi Juli di jurnal Physical Review Letters. Awal tahun ini, fisikawan menyarankan bahwa jikalau 1 persen dari waktu itu, beberapa neutron membusuk menjadi partikel bahan gelap, itu sanggup menjelaskan anomali ini. Christopher Morris dari Laboratorium Nasional Los Alamos, di New Mexico, dan timnya memantau neutron untuk sinyal yang sanggup menjadi bahan gelap tetapi tidak sanggup mendeteksi apa pun. Mereka menyarankan bahwa skenario peluruhan lainnya masih mungkin, berdasarkan penelitian.
11. Apakah bahan gelap benar-benar ada?
Mengingat kesulitan yang dihadapi para ilmuwan untuk mencoba mendeteksi dan menjelaskan bahan gelap, seorang penanya yang masuk nalar mungkin bertanya-tanya apakah mereka salah melaksanakan semua itu. Selama bertahun-tahun, minoritas vokal fisikawan telah mendorong gagasan bahwa mungkin teori gravitasi kita benar-benar salah, dan bahwa kekuatan mendasar bekerja secara berbeda pada skala besar daripada yang kita harapkan. Sering dikenal sebagai "dinamika Newton yang dimodifikasi," atau model MOND, saran-saran ini beropini bahwa tidak ada bahan gelap dan kecepatan ultra-cepat di mana bintang dan galaksi terlihat berputar satu sama lain yakni konsekuensi dari gravitasi yang berperilaku dengan cara mengejutkan. "Materi gelap masih merupakan model yang belum dikonfirmasi," tulis fisikawan Don Lincoln dalam klarifikasi untuk Live Science. Namun para pencela belum meyakinkan bidang yang lebih luas dari ide-ide mereka. Dan bukti terbaru? Ini juga memperlihatkan bahwa bahan gelap itu nyata. Sumber https://www.tomatalikuang.com/
){kind=link}