Percepatan perluasan alam semesta
Percepatan perluasan alam semesta adalah perluasan alam semesta yang semakin cepat dari waktu ke waktu. Ini menunjukkan adanya beberapa jenis materi eksotis dengan tekanan negatif. Kemungkinan paling sederhana adalah konstanta kosmologis tetapi ada alternatif, misalnya bidang skalar yang berkembang.[1]
Perluasan alam semesta adalah salah satu penemuan paling mendalam dalam kosmologi modern, kemungkinannya adalah kekuatan kosmik misterius energi gelap - yang mengisi 70% massa jenis-energi yang tersebar merata di seluruh alam semesta.[2] Hasil ini telah ditetapkan dengan baik menggunakan kombinasi prob kosmologis yang menghasilkan model standar kosmologi modern yang merupakan kombinasi konstanta kosmologis dengan materi gelap dingin dan barion.[3] Pengamatan tiga belas tahun yang lalu, pengamatan supernova tipe Ia tampak lebih redup bahwa mereka akan ada di alam semesta yang melambat diikuti oleh serangkaian pengamatan independen yang melibatkan galaksi dan gugus galaksi serta gelombang mikro kosmik.[4]
Bukti pengamatan
suntingAlam semesta yang mengembang dan perluasan yang semakin cepat saat ini adalah dua penemuan penting dalam kosmologi pengamatan. Selama 40 tahun, para astronom berharap untuk mengukur perubahan laju perluasan alam semesta sebagai cara untuk mengukur kepadatan massa alam semesta dan geometri ruang untuk memprediksi masa depan perluasan kosmik.
Pengamatan supernova
sunting.jpg)
Pada tahun 1998, pengamatan terbaru oleh dua kelompok (Riess et. al. 1998, Perlmutter et. al. 1999)[5] dari ledakan bintang katai putih dalam sistem biner, yang disebut supernova tipe Ia (SN Ia), menunjukkan bukti bahwa perluasan alam semesta tidak melambat, seperti yang diprediksi oleh model paling sederhana, tetapi percepatan dalam perluasan alam semesta yang semakin cepat.[6] Jika hasil ini dikonfirmasi, model terbaik harus ditambahkan konstituen untuk alam semesta, suatu bentuk energi vakum yang mendorong perluasan alam semesta, yang membuat geometri skala besar Euclidean, dan yang mengandung sebagian besar kepadatan energi alam semesta.
Faktanya supernova tipe Ia yang diamati adalah bahwa SN Ia z tinggi - yang setelah dikoreksi menjadi lilin standar yang hampir sempurna - jauh lebih redup daripada yang diharapkan di Alam semesta di aman perluasan melambat atau tetap konstan. Pengamatannini menunjukkannperceoatan alam semesta yang paling baik dijelaskan dengan konstanta kosmologis, atau bentuk energi gelap lainnya dengan persamaan keadaan dekat w= p/p = -1. Meskipun masih ada beberapa kemungkinan sumber efek sistematis (evolusi sumber dan debu), penjelasan yang diterima saat ini adalah bahwa efek tersebut tampak lebih redup karena di Alam semesta yang semakin cepat jaraknya semakin besar.[1] Meski sulit untuk dihilangkan, tidak ada satupun dari ini tampak cukup besar untuk menantang hasil ini.[7] Pada pergeseran merah 0,5, perbedaan magnitudo nyata antara alam semesta yang datar, melambat, dan hampir tertutup oleh materi, Ωm = 1, dan alam semesta yang hiperbolik dan kosong, Ωm = 0, adalah ≈25% di aliran supernova. Sebaran kecerahan SN Ia untuk satu objek, setelah mengoreksi bentuk kurva cahaya, hanya ≈15%, sehingga sejumlah kecil supernova dapat menghasilkan pengukuran kosmolgi yang signifikan. Hasilnya adalah bukti yang mengejutkan untuk alam semesta yang berakselerasi (mempercepat), tetapi datar secara geometris.[8]
Galaksi dan gugus galaksi
suntingPengamatan yang dilakukan oleh para astronom menggunakan pengukuran suhu sinar-X dari gas yang sangat panas yang meliputi gugus dan membandingkan data dengan seberapa terang gugus tersebut muncul di langit. Gugus dengan suhu yang sama dan terletak pada jarak yang sama akan tampak sama cerahnya, dan hasil menunjukkan gugus kurang cerah dari yang diharapkan. Penelitian sebelumnya yelah menunjukkan bahwa alam semesta saat ini mungkin mengembang secara merata ke segala arah, tetapi hasil ini memiliki signifikansi yang jauh lebih besar. Para ilmuwan berspekulasi bahwa efek yang tidak merata dari perluasan kosmik ini mungkin disebabkan oleh energi gelap. Sangat sedikit yang diketahui tentang energi gelap, kecuali bahwa energi gelap tampaknya telah mempercepat perluasan alam semesta dalam beberapa miliar tahun terakhir.[9]
Radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik
suntingModel perlambatan yang konsisten dengan pengamatan latar belakang gelombang mikro kosmik baru-baru ini yang dihasikan oleh WMAP,[10] merefleksikan keadaan Alam semesta seperti pada masa pertumbuhannya, pasti telah berkembang pesat dan pada kecepatan yang sama ke segala arah. Peta menunjukkan laju perluasan alam semesta ke berbagai arah melintasi langit yang diukur dengan penelitian saat ini.
Penemuan percepatan kosmik adalah salah satu perkembangan terpenting dalam kosmologi modern. Analisi gabungan percobaan kosmologi modern, termasuk SNe Ia, konstanta hubble, osilasi akustik barion, galaksi dan gugus galaksi serta latar belakang gelombang mikro kosmik kini telah mengukur kontribusi materi dan konstanta kosmologis terhadap kerapatan energi alam semesta lebih baik dari 0,01, memberikan pengukuran percepatan yang aman.[3][11] Berbagai pengamatan telah menyatakan energi gelap ~70% dari total kepadatan energi alam semesta saat ini. Namun, sifat sebenarnya dari energi gelap masih belum dimetahui dan masih menjadi bahan spekulasi.[4]
Referensi
sunting- ^ a b Waga, Ioav (2000-06). "Dark energy and the accelerated expansion of the Universe". Brazilian Journal of Physics (dalam bahasa Inggris). 30 (2): 370–379. doi:10.1590/S0103-97332000000200018. ISSN 0103-9733.
- ^ "The universe seems to be expanding faster than all expectations". Science (dalam bahasa Inggris). 2019-04-25. Diakses tanggal 2020-11-14.
- ^ a b Rubin, D.; Hayden, B. (2016-12-19). "IS THE EXPANSION OF THE UNIVERSE ACCELERATING? ALL SIGNS POINT TO YES". The Astrophysical Journal. 833 (2): L30. doi:10.3847/2041-8213/833/2/l30. ISSN 2041-8213.
- ^ a b Pandey, Biswajit (2017-10-11). "Does information entropy play a role in the expansion and acceleration of the Universe?". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (dalam bahasa Inggris). 471 (1): L77–L81. doi:10.1093/mnrasl/slx109. ISSN 1745-3925.
- ^ "Observational Probes of Cosmic Acceleration - David H. Weinberg et al". ned.ipac.caltech.edu. Diakses tanggal 2020-11-14.
- ^ "Explaining the accelerating expansion of the universe without dark energy". phys.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-14.
- ^ Schmidt, Brian P. (2005). Marcaide, Juan-María; Weiler, Kurt W., ed. "The Expanding and Accelerating Universe". Cosmic Explosions. Springer Proceedings in Physics (dalam bahasa Inggris). Berlin, Heidelberg: Springer: 511–523. doi:10.1007/3-540-26633-X_69. ISBN 978-3-540-26633-4.
- ^ Kirshner, Robert P. (1999-04-13). "Supernovae, an accelerating universe and the cosmological constant". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (8): 4224–4227. ISSN 0027-8424. PMID 10200242.
- ^ "Rethinking cosmology: Universe expansion may not be uniform". www.esa.int (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-14.
- ^ Vishwakarma, R. G. (2003-10-21). "Is the present expansion of the Universe really accelerating?". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (dalam bahasa Inggris). 345 (2): 545–551. doi:10.1046/j.1365-8711.2003.06960.x. ISSN 0035-8711.
- ^ Astier, Pierre; Pain, Reynald (2012-07-01). "Observational evidence of the accelerated expansion of the universe". Comptes Rendus Physique. Understanding the Dark Universe (dalam bahasa Inggris). 13 (6): 521–538. doi:10.1016/j.crhy.2012.04.009. ISSN 1631-0705.