Energi gelap

Dalam kosmologi, energi gelap adalah suatu bentuk hipotesis dari energi yang mengisi seluruh ruang dan memiliki tekanan negatif yang kuat. Menurut teori relativitas umum, efek dari adanya tekanan negatif secara kualitatif serupa dengan memiliki gaya pada skala besar yang bekerja secara berlawanan terhadap gravitasi. Menggunakan efek seperti itu sekarang merupakan cara yang sering dilakukan untuk menjelaskan pengamatan mengenai pengembangan alam semesta yang dipercepat dan juga adanya bagian besar dari massa yang hilang di alam semesta.

Dua bentuk energi gelap yang diusulkan adalah konstanta kosmologi, suatu energi yang kerapatannya tetap dan secara homogen mengisi ruang, dan quintessence, suatu medan dinamis yang kepadatan energinya dapat berubah dalam ruang dan waktu. Membedakan antara keduanya memerlukan pengukuran berketelitian tinggi dari pengembangan alam semesta untuk dapat mengerti bagaimana kecepatan pengembangan berubah terhadap waktu. Laju pengembangan ini bergantung pada parameter persamaan keadaan kosmologi. Mengukur persamaan keadaan dari energi gelap adalah salah satu usaha besar dalam kosmologi observasional.

Bukti dari adanya Energi gelap

Pada tahun 1998, pengamatan Supernova tipe Ia oleh dua grup yang berbeda yaitu, High-Z SN Search Team pimpinan Dr. Brian Schmidt dan Supernova Cosmology Project (SCP) pimpinan Dr. Saul Perlmutter, menunjukkan bahwa pengembangan alam semesta mengalami percepatan. Dalam beberapa tahun terakhir, pengamatan ini telah dikuatkan oleh beberapa sumber: radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis, pelensaan gravitasi, usia alam semesta, nukleosintesis dentuman dahsyat, struktur kosmos berskala besar dan pengukuran dari parameter Hubble, dan juga pengukuran supernova yang lebih baik. Semua elemen ini konsisten dengan model Lamda-CDM.

Supernova tipe Ia memberikan bukti paling langsung dari adanya energi gelap. Dengan mengukur kecepatan dari objek yang menjauh menggunakan pengukuran pergeseran merah, yang merupakan efek Doppler radiasi dari objek yang menjauh. Menentukan jarak dari suatu objek adalah masalah yang sulit dalam astronomi. Kita perlu menemukan lilin standard: objek yang diketahui kecerlangan intrinsiknya, sehingga mungkin digunakan untuk menghubungkan kecerlangan yang tampak dengan jarak. Tanpa lilin standard, tidaklah mungkin mengukur hubungan pergeseran merah dengan jarak dalam hukum Hubble. Supernova tipe Ia adalah lilin standard terbaik untuk pengamatan kosmologi, karena mereka sangat terang dan hanya terjadi ketika massa dari bintang katai putih tua mencapai batas Chandrasekhar. Jarak ke supernova dapat digambar terhadap kecepatan, dan inilah yang digunakan untuk mengukur sejarah pengembangan alam semesta. Pengamatan ini menunjukkan bahwa alam semesta tidak mengalami perlambatan, yang seharusnya akan terjadi pada alam semesta yang didominasi oleh materi, tetapi justru secara misterius mengalami percepatan. Pengamatan ini dapat dijelaskan dengan membuat postulat tentang adanya sejenis energi yang memiliki persamaan keadaan yang negatif, yaitu energi gelap.

Keberadaan energi gelap, dalam bentuk apapun, juga memecahkan masalah yang disebut "massa yang hilang". Teori nukleosintesis dentuman dahsyat mengatur pembentukan unsur-unsur ringan pada awal alam semesta, seperti helium, deuterium, dan litium. Teori struktur kosmos berskala besar mengatur pembentukan struktur alam semesta, bintang, kuasar, galaksi dan gugus galaksi. Kedua teori ini menunjukkan bahwa kepadatan baryon dan materi gelap yang dingin di alam semesta adalah sekitar 30% dari kepadatan kritikal untuk alam semesta yang tertutup. Ini adalah kepadatan yang diperlukan untuk membuat bentuk alam semesta rata. Pengukuran Radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis, baru-baru ini menggunakan satelit WMAP, menunjukkan bahwa alam semesta hampir datar. Oleh karena itu, kita tahu bahwa suatu bentuk energi pasti mengisi 70% yang lainnya.

Referensi

• HubbleSite press release: New Clues About the Nature of Dark Energy: Einstein May Have Been Right After All
• Papers announcing the supernova observations: Riess et al Perlmutter et al
• Sean Carroll's technical reviews -- Why is the universe accelerating?, The Cosmological Constant, Dark Energy and the Preposterous Universe
• Jim Peebles, Testing General Relativity on the Scales of Cosmology.

Pranala luar

• Dark Energy di In Our Time di BBC. (listen now)
• Dark energy studies at CERN
• Linder, Eric (2008). "Dark energy". Scholarpedia. 3 (2): 4900. Bibcode:2008SchpJ...3.4900L. doi:10.4249/scholarpedia.4900 . 
• Dark energy: how the paradigm shifted Physicsworld.com
• Dennis Overbye (November 2006). "9 Billion-Year-Old 'Dark Energy' Reported". The New York Times. 
• "Mysterious force's long presence" BBC News online (2006) More evidence for dark energy being the cosmological constant
• "Astronomy Picture of the Day" one of the images of the Cosmic Microwave Background which confirmed the presence of dark energy and dark matter
• SuperNova Legacy Survey home page The Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey Supernova Program aims primarily at measuring the equation of state of Dark Energy. It is designed to precisely measure several hundred high-redshift supernovae.
• "Report of the Dark Energy Task Force"
• "HubbleSite.org – Dark Energy Website" Multimedia presentation explores the science of dark energy and Hubble's role in its discovery.
• "Surveying the dark side"
• "Dark energy and 3-manifold topology" Acta Physica Polonica 38 (2007), pp. 3633–3639
• The Dark Energy Survey
• The Joint Dark Energy Mission
• Harvard: Dark Energy Found Stifling Growth in Universe, primary source
• April 2010 Smithsonian Magazine Article Diarsipkan 2010-03-26 di Wayback Machine.
• HETDEX Dark energy experiment
• Dark Energy FAQ Diarsipkan 2013-08-19 di Wayback Machine.
• "The Dark Universe" Erik Verlinde, Sabine Hossenfelder and Catherine Heymans debate whether theories of dark matter & dark energy are true
• Euclid ESA Satellite, a mission to map the geometry of the dark universe
• Dark Energy, What it could be?