10 Pertanyaan yang Belum Terjawab Tentang Materi Gelap

Abschied von der Dunklen Materie - science.ORF.at800 × 450

RAJAIDR – Pada 1933, seorang ilmuwan asal Swiss, Fritz Zwicky, melihat bahwa galaksi yang berada dalam gugusan jauh mengorbit satu sama lain lebih cepat daripada seharusnya terlepas dari jumlah massa yang terlihat. Zwicky mengatakan bahwa ada materi tak terlihat (dunkle materie) atau materi gelap yang berpengaruh!

Sejak dicetuskan oleh ilmuwan asal Inggris, Lord Kelvin, pada 1884 dan diteliti oleh Zwicky pada 1933, materi gelap dipastikan ada di seluruh alam semesta. Bahkan, materi gelap dikatakan enam kali lebih banyak dari materi biasa/barion yang menyusun benda, hingga berkontribusi pada 85 persen hal-hal di alam semesta!

Seperti namanya, ilmuwan masih kebingungan dengan materi gelap dan masih mencari titik terang. Inilah 10 pertanyaan besar tentang materi gelap yang sampai sekarang masih digali penjelasannya. Bikin garuk-garuk kepala!

1. Apa itu “Materi Gelap”?

Sebelum menggali lebih jauh soal materi gelap atau dark matter, bahkan para ilmuwan pun masih belum yakin tentang definisi materi gelap itu sendiri! Hipotesis pertama menduga bahwa materi gelap adalah bintang-bintang dan lubang hitam yang kecil nan redup. Akan tetapi, pengamatan terperinci belum dapat mengonfirmasi hipotesis tersebut.

Hipotesis lain yang tak kalah kuat mengenai materi gelap adalah sebuah partikel yang disebut Weakly Interacting Massive Particle atau WIMP. WIMP berperilaku seperti neutron, namun 10-100 kali lebih berat daripada proton. Namun, kalau pun hipotesis ini benar, maka akan muncul pertanyaan-pertanyaan bercabang lainnya!

2. Bisakah kita mendeteksi materi gelap?

Oke, jika materi gelap adalah WIMP, seharusnya ada di sekitar kita. Meskipun tak kasat mata, harusnya bisa sedikit terdeteksi. Lalu, kenapa kita tidak menemukannya? Toh, kalaupun tidak berinteraksi dengan materi barion, seharusnya ada tabrakan kecil dengan proton atau elektron saat bergerak.

Oleh karena itu, banyak eksperimen untuk mempelajari WIMP dibangun di bawah tanah agar tidak terganggu radiasi. Tetapi, tak satu pun eksperimen membuahkan hasil! Salah satu adalah saat Particle and Astrophysical Xenon Detector (PandaX) di Sichuan, Tiongkok, menemui jalan buntu pada 2015 karena tak kunjung mendeteksi WIMP.

Dengan temuan tersebut, berarti materi gelap berukuran lebih kecil daripada WIMP sehingga membuatnya lebih sulit untuk dipelajari.

3. Apakah materi gelap tersusun dari banyak partikel?

Materi biasa terdiri dari barion seperti proton dan elektron, serta partikel lain seperti neutrino, muon, dan pion. Dengan anggapan tersebut, apakah materi gelap juga sama rumitnya? Atau, lebih rumit? Tentu saja, tak ada alasan kuat kalau materi gelap hanya terdiri dari satu jenis partikel saja.

Istilahnya, proton gelap dapat berinteraksi dengan elektron gelap untuk membentuk atom gelap, sehingga menghasilkan konfigurasi beragam nan menarik meskipun tak kasat mata. Terdengar masuk akal? Ilmuwan masih memperdebatkan kemungkinan tersebut.

4. Apa itu “Foton gelap”?

Selain partikel-partikel materi gelap, ada kemungkinan kalau materi gelap juga mengalami gaya yang serupa dengan materi barion. Para peneliti pun tengah mencari “foton gelap”, foton yang berinteraksi dengan partikel normal sehingga menghasilkan gaya elektromagnetik! Bedanya, foton ini ada di antara partikel materi gelap.

Sebagai percobaan, para ilmuwan Italia dari National Institute of Nuclear Physics telah mencoba menembakkan elektron dan antipartikelnya (positron) ke berlian. Jika foton gelap ada, elektron-positron akan musnah dan menghasilkan partikel pengantar gaya yang aneh, sehingga menyingkapkan temuan baru di alam semesta!

5. Apakah materi gelap terdiri dari axion?

Sementara ilmuwan mulai mundur dari konsep WIMP, partikel materi gelap semakin laris manis. Salah satu hipotesis pengganti WIMP adalah partikel axion yang jauh lebih ringan dibandingkan proton. Oleh karena itu, axion tengah diteliti lewat berbagai eksperimen.

Salah satunya adalah simulasi komputer pada 2018 memperjelas kemungkinan kalau axion memang dapat membentuk objek seperti bintang. Fenomena ini menghasilkan radiasi yang dapat dideteksi dan mirip dengan fenomena misterius lainnya, yaitu fast radio burst (FSB).

By naruto

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *