Peneliti Indonesia

Teori Baru ‘Gravitasi gelap’ Tapi Einstein Masih Teratas

A lternatif fisikawan teoretis Belanda terhadap teori relativitas umum telah didukung oleh sebuah penelitian yang melibatkan lebih dari 30.000 galaksi. Cathal O’Connell melaporkan.

Lensa gravitasi disebabkan oleh cluster Abell 2218 dari galaksi. Massa yang luar biasa memperbesar dan mendistorsi galaksi yang terbaring di belakang menjadi busur panjang. Lensa semacam itu digunakan untuk menguji teori gravitasi baru.

Fisika Teoretis agak mirip tinju profesional. Semua orang ingin memiliki celah pada juara.

Di salah satu sudut, kami memiliki juara kulit putih dan kurus, Albert Einstein, yang tak terkalahkan dalam cincin kosmologi sejak dia mengajukan teori relativitas umum pada tahun 1915. Dengan indahnya menggambarkan alam semesta pada skala paling megah, setidaknya ketika materi gelap misterius Adalah faktor dalam.

Dan di sudut lain, kita memiliki pesaing terbaru: Fisikawan teoritis Belanda Erik Verlinde yang mengajukan teori saingan yang mengklaim untuk menjelaskan alam semesta tanpa hal-hal yang gelap.

Sekarang, teori Verlinde telah diuji untuk pertama kalinya. Astronom Eropa dan Australia melakukan pengukuran galaksi yang muncul untuk mendukung gagasannya, walaupun secara tentatif. Penelitian ini dipublikasikan dalam Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society .

Masalahnya dengan materi gelap. Begitu juga Einstein dan materi gelap di tali? Nah, tidak.

“Komunitas kosmologi tidak akan mengangkat tangannya, dengan ratapan dan kertakan gigi, saat kematian materi gelap berdasarkan penelitian ini,” Geraint Lewis, seorang astrofisikawan di University of Sydney di Australia dan yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Menurut relativitas umum, mass warps ruang waktu, membungkuk lintasan cahaya melewatinya seperti lensa. Lebih banyak massa berarti lebih banyak tekuk, jadi salah satu cara untuk mengukur massa di wilayah angkasa adalah mengukur seberapa banyak cahaya melintang di sekitarnya.

Sementara ini bekerja sempurna untuk objek individual, seperti matahari kita, ia cenderung goyah pada skala yang lebih besar.

Masalahnya adalah, ketika Anda menambahkan semua materi yang terlihat di galaksi – bintang dan relativitas gas dan debu – umum tidak berjalan baik. Anda melihat lebih banyak tekuk dari persamaan Einstein.

Untuk mendapatkan jawaban yang benar, para astronom menganggap harus ada barang ekstra di luar sana – materi gelap – yang tidak dapat kita deteksi. Begitu materi gelap berhasil, perhitungannya berjalan dengan baik.

Cerita yang sama juga dimainkan untuk tes gravitasi lain pada skala kosmis seperti yang melibatkan laju rotasi galaksi atau orbit galaksi satu sama lain. Keberhasilan teori materi gelap untuk menyelesaikan masing-masing masalah ini meyakinkan kebanyakan fisikawan bahwa materi gelap itu nyata.

Tapi Verlinde akan memohon untuk berbeda. Baginya, gravitasi “muncul” dari statistik interaksi mikroskopis, sedikit seperti bagaimana panas muncul dari getaran atom atau molekul individu.

Penelitian harus dilakukan dengan serius, tapi dengan sebutir garam.

Bagi saya, gravitasi tidak ada,” kata Verlinde kepada The New York Times segera setelah dia mengusulkan gagasan tersebut di tahun 2010.

Awalnya, idenya hanya mereproduksi persamaan Newton dan Einstein, sehingga dipandang lebih sebagai interpretasi gravitasi baru daripada sebuah teori baru.

Tapi bulan lalu, Verlinde melangkah lebih jauh. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Arxiv , dia menggambarkan bagaimana gagasan tersebut menghasilkan “gaya gravitasi gelap”, yang memberi kekuatan ekstra gravitasi pada jarak yang sangat jauh.

Dia menyarankan ini mungkin menjelaskan penambahan lentur cahaya oleh galaksi (dan juga rotasi galaksi dan sebagainya) tanpa kebutuhan akan materi gelap sama sekali.

Sekarang Para Astronom Telah Menguji Ide Pembunuhan materi gelap ini untuk pertama kalinya.

Dalam karya baru tersebut, Margot Brouwer di Observatorium Leiden di Belanda dan rekan-rekannya menggunakan lensa gravitasi yang lemah untuk mengukur massa 33.613 galaksi yang diambil oleh Galaxy Dan Mass Assembly (GAMA) dan Survei Kilo-Degree (KiDS).

Mereka kemudian menjalankan angka untuk teori Verlinde dan materi gelap konvensional. Kedua teori tersebut keluar dengan jawaban yang benar.

Tapi sementara teori materi gelap hanya bekerja jika Anda memercikkan hanya dengan jumlah yang tepat dari barang ekstra – sedikit seperti mengoreksi jawaban Anda setelah fakta – teori Verlinde bekerja tanpa masukan tambahan. Penulis menggambarkan kinerja teori baru “luar biasa”.

“Ini tidak berarti kita benar-benar dapat mengecualikan materi gelap, karena ada banyak pengamatan yang belum dapat diungkap oleh teori Verlinde,” kata Brouwer. “Namun, ini adalah langkah awal yang sangat menarik dan menjanjikan.”

Lewis mengatakan bahwa penelitian ini harus dilakukan dengan serius, namun dengan sebutir garam.

Satu masalah adalah teori Verlinde masih agak samar pada detailnya. Dalam bentuknya saat ini, hal itu dapat diterapkan pada situasi yang paling mendasar, seperti objek bola yang terpisah satu sama lain.

Jadi Brouwer dan krunya membuat serangkaian perkiraan yang melibatkan gumpalan ribuan galaksi berbentuk cakram. Misalnya, mereka hanya menganalisis sub-populasi dari galaksi yang paling terisolasi, dan untuk ini mereka juga perlu memperhitungkan gravitasi dari galaksi-galaksi di sekitarnya. Mereka juga harus membuat asumsi tentang distribusi materi yang terlihat di dalam galaksi itu sendiri.

Meskipun mereka tidak perlu menambahkan masalah variasi gelap, masing-masing langkah ini menambahkan unsur tambahan ketidakpastian ke hasil akhir.

Di sisi lain, model materi gelap juga mungkin juga tidak realistis, karena membuat asumsi tentang bagaimana materi gelap tersebar di antara galaksi. Kedua belah pihak bergantung pada perkiraan dan dugaan, sehingga sulit untuk menarik kesimpulan dari karya ini. Tentu saja dalam sains tidak benar-benar kasus mengadu satu teori dengan yang lain – lebih tepatnya, ini teori versus data.

Lewis menyebutnya sebagai undian: “Teori [Verlinde] tidak terlalu berbahaya, jadi hiduplah untuk melawan data yang lebih baik suatu hari nanti.”

SUMBER

Partisipasi dalam persiapan Artikel ini :
PENERJEMAH : Ismail
PENGOREKSI ILMIAH : Rahayu
PENGOREKSI BAHASA : Nayla
DESAIN GAMBAR : Latifah

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tambahkan komentar

Follow us

Jangan malulah, hubungi. Kami senang bertemu dengan orang yang menarik dan mencari teman baru.