Perbedaan Utama – Materi Gelap vs. Energi Gelap
Memahami materi gelap dan energy gelap adalah salah satu misteri utama dalam sains. Keberadaan materi gelap dan energy gelap didukung oleh sejumlah pengamatan yang berbeda. Namun, masih belum diketahui bagaimana materi gelap dan energy gelap berasal, atau terdiri dari apa. Perbedaan yang menonjol antara materi gelap dan energy gelap adalah materi gelap berinteraksi melalui gravitasi dan mencoba menyatukan materi , sedangkan energy gelap mempercepat perluasan alam semesta, sehingga mendorong materi terpisah .
Yang perlu anda ketahui tentang Materi Gelap?
Pada awal 1930-an Fritz Zwicky, seorang astronom Swiss, sedang mempelajari bagaimana galaksi-galaksi bergerak dalam gugusan galaksi. Dia bisa menghitung massa galaksi menggunakan dua metode. Pertama, dengan melihat pergerakan galaksi, ia dapat menyimpulkan gaya gravitasi antara galaksi dan menentukan berapa banyak massa yang harus ada. Kedua, dia bisa mengukur kecerahan galaksi dan menyimpulkan berapa banyak materi yang harus ada. Hasilnya menunjukkan perbedaan: ketika dia menggunakan gerakan untuk menghitung massa, dia mendapatkan nilai yang jauh lebih besar daripada ketika dia menggunakan cahaya untuk mengukur massa. Untuk menjelaskan hal ini, Zwicky percaya pasti ada materi “gelap” tak kasat mata lainnya yang tidak dapat dijelaskan oleh cahaya.
Selama empat dekade berikutnya, tidak banyak penelitian serius yang dilakukan mengenai misteri ini. Pada 1970-an Vera Rubin, yang mempelajari seberapa cepat bintang-bintang bergerak di sekitar pusat galaksi, memperhatikan bahwa bintang-bintang yang jauh dari pusat bergerak dengan kecepatan lebih cepat dari yang seharusnya. Dia juga menyimpulkan bahwa pasti ada materi tak kasat mata di galaksi yang dapat menjelaskan perilaku ini. Gambar di bawah merangkum temuannya:
Kurva rotasi galaksi – grafik menunjukkan kecepatan pergerakan bintang di galaksi, sebagai fungsi jarak bintang dari pusat galaksi. Garis padat menunjukkan hasil yang diamati, sedangkan garis putus-putus menunjukkan hasil yang diharapkan ketika hanya massa yang terlihat (yaitu materi biasa) yang dipertimbangkan.
Kasus lain yang menarik untuk keberadaan materi gelap berasal dari lensa gravitasi . Menurut teori relativitas, ketika cahaya melewati benda-benda besar, jalur cahaya menjadi melengkung. Akibatnya, galaksi jauh bisa tampak terdistorsi.
Lensa gravitasi mendistorsi gambar galaksi jauh
Gugus Peluru terdiri dari dua galaksi yang bergerak melewati satu sama lain setelah bertabrakan. Gambar cluster peluru ditunjukkan di bawah ini. Kita dapat menentukan di mana letak materi biasa di galaksi ini, dengan melihat sinar-x yang dipancarkan oleh gas. Daerah merah muda pada gambar menunjukkan di mana materi biasa terkonsentrasi. Namun, dengan mempelajari efek pelensaan gravitasi yang dihasilkan oleh Gugus Peluru, sebagian besar massa ditemukan terkonsentrasi di daerah yang ditunjukkan dengan warna biru.
Gugus Peluru: Daerah dalam warna merah muda menunjukkan di mana materi biasa (terlihat) paling terkonsentrasi. Daerah biru menunjukkan di mana sebagian besar massa harus hadir dari pengukuran pelensaan gravitasi.
Ini adalah indikasi kuat bahwa materi gelap ada. Ketika galaksi bertabrakan, partikel materi gelap seharusnya dapat bergerak melewati satu sama lain dengan relatif cepat karena mereka hanya berinteraksi kuat melalui gravitasi. Materi biasa lebih banyak berinteraksi satu sama lain (dengan gaya elektromagnetik misalnya). Maka dari itu, dibutuhkan waktu lebih lama untuk materi biasa melewati satu sama lain. Ini menjelaskan mengapa area merah muda hadir menuju pusat cluster.
Yang perlu anda ketahui tentang Energi Gelap?
Cahaya dari bintang-bintang yang menjauh dari kita menjadi bergeser merah . yaitu ketika kita melihat cahaya, tampak lebih merah dari yang seharusnya. Pada akhir 1920-an, Edwin Hubble menyadari bahwa bintang yang lebih jauh selalu memiliki pergeseran merah, menunjukkan bahwa alam semesta mengembang. Pada akhir 1990-an, pengukuran jarak dan kecepatan dari bintang-bintang yang lebih jauh lagi menggunakan supernova tipe Ia mengungkapkan bahwa alam semesta sebenarnya mengembang dengan kecepatan yang dipercepat . Jenis percepatan ini tidak dapat berasal dari materi biasa atau materi gelap karena mereka berinteraksi melalui gravitasi dan seharusnya bekerja melawan perluasan alam semesta. Maka dari itu, energy gelap dianggap bertanggung jawab untuk mempercepat ekspansi.
Bukti lain untuk energy gelap berasal dari fluktuasi kecil yang ada dalam radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) . Fluktuasi ini menunjukkan bahwa alam semesta hampir menjadi “datar”. Kepadatan massa-energy materi biasa di alam semesta tidak cukup untuk membuatnya datar. Bahkan jika kita memasukkan materi gelap, kepadatannya masih kurang. Ini dapat didamaikan jika kita mengambil sisa energy massa yang berasal dari energy gelap. Dari pengukuran latar belakang gelombang mikro kosmik yang dilakukan oleh Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) , perkiraan saat ini untuk komposisi massa-energy di alam semesta adalah sebagai berikut:
Kandungan massa-energy alam semesta, dikompilasi dari data WMAP (NASA)
Perlu disebutkan bahwa keberadaan materi gelap dan energy gelap tidak diterima oleh beberapa ilmuwan. Sebaliknya, mereka mendukung teori alternatif untuk menggambarkan efek yang kita kaitkan dengan materi gelap dan energy gelap. Teori-teori ini sering menambahkan modifikasi pada teori relativitas untuk membuat penjelasan. Namun, dukungan untuk penjelasan alternatif seperti itu semakin berkurang.
Perbedaan Antara Materi Gelap dan Energi Gelap
Efek pada Materi
Materi gelap dapat berinteraksi melalui gravitasi sehingga berkontribusi untuk menyatukan materi.
Energi gelap menyebabkan alam semesta mengembang pada tingkat yang dipercepat, menyebabkan materi bergerak terpisah.
Kehadiran
Materi gelap tidak dianggap terdistribusi secara seragam.
Energi gelap diperkirakan didistribusikan secara merata ke seluruh alam semesta.
Gambar Courtesy
“Kecepatan bintang yang diharapkan (A) dan yang diamati (B) sebagai fungsi jarak dari pusat galaksi. Dibuat sebagai pengganti File:newtonianfig2.png di Wikipedia bahasa Inggris.” oleh PhilHibbs ( Karya sendiri di Inkscape 0.42) [ CC BY-SA 3.0 ], melalui Wikimedia Commons
“Apa yang besar dan biru dan dapat membungkus seluruh galaksi? Sebuah fatamorgana lensa gravitasi…” oleh Lensshoe_hubble.jpg : ESA/Hubble & NASA ( Lensshoe_hubble.jpg ) [Domain Publik], melalui Wikimedia Commons
“Gambar komposit yang menunjukkan gugus galaksi 1E 0657-56, lebih dikenal sebagai gugus peluru…” oleh NASA/CXC/M. Weiss ( Observatorium Sinar-X Chandra: 1E 0657-56 ) [Domain Publik], melalui Wikimedia Commons
“Hari ini” oleh NASA/WMAP Science Team (Sponsor: National Aeronautics and Space Administration) [Tidak Hak Cipta], melalui NASA Aeronautics and Space Administration
