Ada sesuatu yang menghambat pertumbuhan alam semesta, kata fisikawan: ScienceAlert

Melalui mata para raksasa, galaksi-galaksi di alam semesta menempel seperti busa di permukaan lautan abadi, membentuk gumpalan dan benang di sekitar ruang hampa tinta.

Jaringan yang berkilauan ini membutuhkan waktu ribuan tahun untuk menyatu, perlahan-lahan memadat di bawah bimbingan gravitasi dari apa yang terjadi, miliaran tahun yang lalu, berupa kabut partikel putih-panas yang tersebar merata dan baru saja muncul dari tungku Big Bang.

Meskipun pertumbuhan ini mungkin tampak lambat bagi kita manusia biasa, fisikawan Nhat Minh Nguyen, Dragan Hutterer, dan Yue Wen di Universitas Michigan ingin memperlambatnya lebih jauh lagi, dan memperbaiki salah satu masalah sains yang paling menjengkelkan dalam proses tersebut.

Modifikasi yang mereka usulkan terhadap model yang lebih menggambarkan alam semesta kita saat ini dapat menyelesaikan perbedaan besar dalam pengamatan terhadap perluasan lingkar pinggang di ruang angkasa.

Anda mungkin mengeluh bahwa Anda tidak bisa mendapatkan sesuatu secara gratis akhir-akhir ini, bahwa ada lebih banyak ruang kosong di luar sana hari ini dibandingkan kemarin. Ada sesuatu yang menyebabkan ketiadaan tumbuh, masuk ke dalam celah antar galaksi dan perlahan-lahan mendorong struktur skala besar alam semesta dengan kecepatan yang terus meningkat.

Karena kita tidak tahu apa yang ada di balik dorongan misterius ini, kita menyebutnya sebagai energi gelap.

“Jika gravitasi bertindak sebagai penguat yang mendorong gangguan materi untuk tumbuh menjadi struktur berskala besar, maka energi gelap bertindak sebagai peredam yang meredam gangguan tersebut dan memperlambat pertumbuhan struktur.” Dia berkata Nguyen, penulis utama investigasi pertumbuhan struktur skala besar.

“Dengan mempelajari bagaimana struktur kosmik berkumpul dan berkembang, kita dapat mencoba memahami sifat gravitasi dan energi gelap.”

Laju ekspansi pastinya, yang dikenal sebagai konstanta Hubble (H0), sama sekali tidak jelas. Ukur jarak jenis bintang yang meledak tertentu, dan Anda mungkin mendapatkan percepatan 74 kilometer per detik per megaparsec. Menggunakan “gema cahaya” dari radiasi yang diperluas yang masih memantul kembali setelah Big Bang – latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) – H0 lebih dekat pada kecepatan sekitar 67 kilometer per detik.

Hal ini mungkin tidak tampak seperti perbedaan yang besar, namun perbedaan tersebut telah bertahan melalui penyelidikan yang cukup sehingga tidak dapat lagi dianggap sebagai kesalahan sepele.

Nguyen, Hütterer dan Winn melihat kembali ΛCDM datar Model kosmologis kombinatorial sebagai sumber asumsi yang salah. Jika kosmologi adalah permainan catur, kosmologi akan menjadi papan dan potongan-potongan yang diletakkan di atas ubin relativitas umum, digerakkan oleh dorongan energi gelap, dan disejajarkan oleh efek gravitasi materi gelap.

Dengan menciptakan kembali bidak catur yang kita lihat sekarang, kita dapat melihat sekilas bagaimana permainan itu dimulai Inflasi yang cepat Hingga saat bintang-bintang pertama runtuh, hingga terbentuknya galaksi-galaksi dan akhirnya kemunculannya dalam filamen-filamen raksasa yang saling berhubungan.

Jika karena alasan tertentu proses ini menyimpang dari prediksi model konsensus, sehingga menghambat pertumbuhan struktur skala besar alam semesta, ketegangan antara berbagai skala percepatan perluasan alam semesta akan hilang.

Para peneliti menggunakan kombinasi pengukuran termasuk riak di jaringan kosmik, peristiwa pelensaan gravitasi, dan detail latar belakang gelombang mikro kosmik untuk sampai pada kesimpulan yang meyakinkan secara statistik bahwa jaringan kosmik tumbuh lebih lambat daripada prediksi model kosmologi ΛCDM.

“Perbedaan tingkat pertumbuhan yang mungkin kita deteksi menjadi lebih nyata seiring dengan semakin dekatnya kita dengan kondisi saat ini.” Dia berkata Nguyen.

“Secara individual dan kolektif, berbagai investigasi ini menunjukkan adanya penghambatan pertumbuhan. Entah kita melewatkan beberapa kesalahan sistematis dalam setiap investigasi ini, atau kita melewatkan beberapa ilmu fisika terbaru dalam Model Standar kita.”

Meskipun tidak ada pesaing yang jelas mengenai apa yang mungkin menghentikan pertumbuhan jaringan kosmik, pengukuran struktur skala besar alam semesta di masa depan setidaknya dapat menunjukkan apakah gagasan tersebut perlu dieksplorasi lebih jauh.

Alam semesta membutuhkan waktu 13,7 miliar tahun untuk terlihat sebagus ini. Kita bisa menunggu beberapa tahun lagi untuk mempelajari rahasia kerutan kosmik yang tampak indah ini.

Penelitian ini dipublikasikan di Surat ulasan fisik.