Fenomena Penuh Misteri di Alam Semesta

Berikut beberapa fenomena-fenomena yang penuh misteri di luar angkasa, yang membingungkan bahkan yang tak terpecahkan hingga kini.

1. Tabrakan Antar Galaksi

Galaksi merupakan suatu sistem yang terikat oleh gaya gravitasi yang yang tersusun atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam), gas dan debu kosmik antar bintang dan kemungkinan substansi hipotetis yang dikenal dengan materi gelap (black matter). Asal kata galaksi berasal dari bahasa Yunani galaxias [γαλαξίας], yang berarti “susu,” hal ini merujuk pada galaksi Bima Sakti (bahasa Inggris: Milky Way). Jenis-jenis galaksi berkisar dari galaksi kerdil dengan sepuluh juta bintang hingga galaksi raksasa dengan satu triliun bintang, semuanya mengorbit pada pusat galaksi yang biasanya merupakan lubang hitam. Matahari adalah salah satu bintang di galaksi Bima Sakti dengan tata suryanya termasuk juga bumi dan semua benda yang mengorbit matahari merupakan bagian kecil dari galaksi.

Kemungkinan terdapat lebih dari 100 milyar (1011) galaksi pada alam semesta teramati. Sebagian besar galaksi berdiameter 1000 hingga 100.000 parsec dan biasanya dipisahkan oleh jarak yang dihitung dalam jutaan parsec (atau megaparsec). Ruang antar galaksi terisi dengan gas yang memiliki kerapatan massa kurang dari satu atom per meter kubik. Sebagian besar galaksi diorganisasikan ke dalam sebuah himpunan yang disebut klaster, untuk kemudian membentuk himpunan yang lebih besar yang disebut superklaster. Struktur yang lebih besar ini dikelilingi oleh ruang hampa di dalam alam semesta.

Meskipun belum dipahami secara menyeluruh, materi gelap terlihat menyusun sekitar 90% dari massa sebagian besar galaksi. Data observasi menunjukkan lubang hitam supermasif kemungkinan ada pada pusat dari banyak (kalau tidak semua) galaksi.

Ternyata galaksi dapat saling bertabrakan satu sama lain. Yang lebih mengejutkan adalah galaksi Andromeda sedang bergerak mendekati galaksi Bima Sakti kita. Gambar di atas merupakan simulasi tabrakan Andromeda dan galaksi kita , yang akan terjadi dalam waktu sekitar 3 milyar tahun.

2. Quasar

Sifat dari quasar tidak dimengerti selama beberapa dekade. Sekarang quasar diterima sebagai sebuah jenis dari galaksi aktif di mana keluaran energi besar dihasilkan dari benda yang jatuh ke lubang gelap yang besar di pusat galaksi.

Quasar tampak berkilau di tepian alam semesta yang dapat kita lihat. Benda ini melepaskan energi yang setara dengan energi ratusan galaksi yang digabungkan. Bisa jadi quasar merupakan black hole yang sangat besar sekali di dalam jantung galaksi jauh. Gambar ini adalah quasar 3C 273, yang dipotret pada 1979.

3. Materi Gelap (Dark Matter)

Materi gelap adalah materi yang tidak dapat dideteksi dari radiasi yang dipancarkan atau penyerapan radiasi yang datang ke materi tersebut, tetapi kehadirannya dapat dibuktikan dari efek gravitasi materi-materi yang tampak seperti bintang dan galaksi. Perkiraan tentang banyaknya materi di dalam alam semesta berdasarkan efek gravitasi selalu menunjukkan bahwa sebenarnya ada jauh lebih banyak materi daripada materi yang dapat diamati secara langsung. Terlebih lagi, adanya materi gelap dapat menyelesaikan banyak ketidakkonsistenan dalam teori dentuman dahsyat.

Sebagian besar massa di alam semesta dipercaya berada dalam bentuk ini. Menentukan sifat dari materi gelap juga dikenal sebagai masalah materi gelap atau masalah hilangnya massa, dan merupakan salah satu masalah penting dalam kosmologi modern.

Pertanyaan tentang adanya materi gelap mungkin tampak tidak relevan dengan keberadaan kita di bumi. Akan tetapi, ada atau tidaknya materi gelap ini dapat menentukan takdir terakhir dari alam semesta. Kita mengetahui bahwa sekarang alam semesta mengalami pengembangan karena cahaya dari benda langit yang jauh menunjukkan adanya pergeseran merah. Banyaknya materi biasa yang terlihat di alam semesta tidaklah cukup untuk membuat gravitasi menghentikan pengembangan, dan dengan demikian pengembangan akan berlanjut selamanya tanpa adanya materi gelap. Pada prinsipnya, jumlah materi gelap yang cukup di alam semesta dapat menyebabkan pengembangan alam semesta berhenti, atau kebalikannya (yang akhirnya membawa kita pada Big Crunch). Pada prakteknya, sekarang banyak anggapan bahwa gerakan-gerakan alam semesta didominasi oleh komponen lainnya, energi gelap.

4. Gelombang Gravitasi (Gravity Waves)

Gelombang gravitasi merupakan distorsi struktur ruang-waktu yang diprediksi oleh teori relativitas umum Albert Einstein. Gelombangnya menjalar dalam kecepatan cahaya, tetapi cukup lemah sehingga para ilmuwan berharap dapat mendeteksinya hanya melalui kejadian kosmik kolosal, seperti bersatunya dua black hole seperti pada gambar di atas. LIGO dan LISA merupakan dua detektor yang didesain untuk mengamati gelombang yang sukar dipahami ini.

5. Energi Vakum

Fisika Kuantum menjelaskan kepada kita bahwa kebalikan dari penampakan, ruang kosong adalah gelembung buatan dari partikel subatomik “virtual” yang secara konstan diciptakan dan dihancurkan. Partikel-partikel yang menempati tiap sentimeter kubik ruang angkasa dengan energi tertentu, berdasarkan teori relativitas umum, memproduksi gaya antigravitasi yang membuat ruang angkasa semakin mengembang. Sampai sekarang tidak ada yang benar-benar tahu penyebab ekspansi alam semesta.

6. Mini Black Hole

Lubang hitam adalah sebuah pemusatan massa yang cukup besar sehingga menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar. Gaya gravitasi yang sangat besar ini mencegah apa pun lolos darinya kecuali melalui perilaku terowongan kuantum. Medan gravitasi begitu kuat sehingga 8kecepatan lepas di dekatnya mendekati kecepatan cahaya. Tak ada sesuatu, termasuk radiasi elektromagnetik yang dapat lolos dari gravitasinya, bahkan cahaya hanya dapat masuk tetapi tidak dapat keluar atau melewatinya, dari sini diperoleh kata “hitam”. Istilah “lubang hitam” telah tersebar luas, meskipun ia tidak menunjuk ke sebuah lubang dalam arti biasa, tetapi merupakan sebuah wilayah di angkasa di mana semua tidak dapat kembali. Secara teoritis, lubang hitam dapat memliki ukuran apa pun, dari mikroskopik sampai ke ukuran alam raya yang dapat diamati.

Jika teori gravitasi “braneworld” yang baru dan radikal terbukti benar, maka ribuan mini black holes tersebar di tata surya kita, masing-masing berukuran sebesar inti atomik. Tidak seperti black hole pada umumnya, mini black hole ini merupakan sisa peninggalan Big Bang dan mempengaruhi ruang dan waktu dengan cara yang berbeda.

7. Neutrino

Neutrino merupakan partikel elementer yang tak bermassa dan tak bermuatan
yang dapat menembus permukaan logam. Partikel “phantom” ini diproduksi di dalam inti bintang dan ledakan supernova. Detektor diletakkan di bawah permukaan bumi, di bawah permukaan laut, atau ke dalam bongkahan besar es sebagai bagian dari IceCube, sebuah proyek khusus untuk mendeteksi keberadaan neutrino.

8. Radiasi Kosmik

Radiasi kosmogenis atau sinar kosmis (cosmis rays) adalah radiasi alam yang berasal dari angkasa luar dan sampai ke bumi. Sebelum sampai ke bumi, radiasi kosmogenis ini berinteraksi dengan partikel-partikel sub-atomik yang ada di ruang angkasa membentuk senyawa atau atom baru yang memperkaya atom ataupun senyawa yang sudah ada di bumi. Radiasi kosmogenis berasal dari ledakan supernova dan matahari.

Radiasi ini disebut juga Cosmic Microwave Background (CMB) yang merupakan sisa radiasi yang terjadi saat Big Bang melahirkan alam semesta. Pertama kali dideteksi pada dekade 1960 sebagai noise radio yang nampak tersebar di seluruh penjuru alam semesta. CBM dianggap sebagai bukti terpenting dari kebenaran teori Big Bang. Pengukuran yang akurat oleh proyek WMAP menunjukkan bahwa temperatur CMB adalah -455 derajat Fahrenheit (-270 Celsius).

9. Antimateri

Antimateri adalah materi yang terdiri dari antipartikel dari partikel yang menyusun materi biasa. Bila sebuah partikel dan antipartikelnya menyentuh satu sama lain, keduanya saling memusnahkan, artinya keduanya diubah menjadi partikel-partikel lain dengan energi yang sama menurut persamaan Einstein E=mc².

Antimateri tidak ditemukan secara alami di bumi, kecuali hanya dalam waktu sangat singkat dan dalam jumlah sangat sedikit (karena peluruhan radioaktif atau sinar kosmik).

FAKTA ANTIMATERI

~ Antimateri adalah partikel dalam materi yang berlawanan dengan jumlah energi yang sama. Antimateri dari elektron adalah positron, dan antimateri dari proton adalah antiproton.
~ Antimateri tak tersedia di alam tapi terbentuk oleh peluruhan radioaktif.
~ Antimateri diteorikan Paul Dirac, fisikawan Inggris, pada 1928 dan ditemukan empat tahun kemudian oleh fisikawan Amerika Serikat, Carl Anderson.
~ Jika materi dan antimateri bertemu, keduanya akan meledak saling meniadakan.
~ Antimateri dipakai sebagai sinar laser pada mesin rontgen. Pada mesin ini, benturan positron dan elektron akan menghasilkan foton sinar Gamma (sinar X), yang akan ditangkap detektor. Pendeteksi meneruskannya ke komputer yang menghasilkan gambar pindai.
~ Efektivitas 1 antimateri = 4 proton – Sejak 1985, CERN memproduksi 10 nanogram antimateri berbiaya Rp 200 miliar per tahun. Jadi, untuk membuat 1 gram antimateri butuh Rp 10 juta triliun. – Membuat 1 gram antimateri perlu 100 juta tahun. – Dengan rumus E=mc2, energi 1 gram antimateri = 42.800 ton bom TNT.