Bengkalispos.com- Selama hampir satu abad, materi gelap (materi gelap) menjadi salah satu teka-teki terbesar dalam kosmologi. Kita tahu ia ada—bukan karena dapat dilihat, tetapi karena pengaruh gravitasinya yang tak terbantahkan. Kini, serangkaian pengamatan dari Fermi Gamma-ray Space Telescope milik NASA mungkin telah memberikan bukti langsung pertama keberadaannya.
Jika benar, ini bisa menjadi salah satu tonggak sejarah paling penting dalam astronomi modern.
Konsep materi gelap pertama kali diperkenalkan pada tahun 1933 oleh astronom Swiss Fritz Zwicky. Ia menemukan bahwa galaksi-galaksi dalam Cluster Coma bergerak jauh lebih cepat daripada yang dapat dijelaskan oleh massa tampak mereka. Dari sini ia menyimpulkan adanya "kerangka tak terlihat" yang memegang galaksi-galaksi tersebut bersama.
Penemuan Zwicky semakin diperkuat pada tahun 1970-an ketika astronom Vera Rubin dan rekan-rekannya menemukan bahwa bagian luar galaksi berputar dengan kecepatan yang sama seperti bagian tengahnya. Fenomena ini mustahil terjadi tanpa adanya massa dalam jumlah besar yang tersebar di seluruh galaksi — massa yang tidak memancarkan cahaya.
Sejak saat itu, para ilmuwan menghitung bahwa sekitar 85% materi di alam semesta adalah materi gelap, sementara segala sesuatu yang bisa kita lihat — bintang, planet, tubuh manusia, bahkan kucing di sebelah rumah — hanyalah 15% sisanya.
Masalahnya, materi gelap tidak berinteraksi dengan cahaya. Ia tidak memancar, tidak memantulkan, dan tidak menyerap cahaya. Dengan kata lain, ia "tak terlihat" dalam seluruh panjang gelombang elektromagnetik.
Harapan pada Sinyal dari Partikel WIMP
Meskipun tidak memancarkan cahaya, ada satu kesempatan bagi materi gelap untuk "terlihat". Jika partikel-partikel materi gelap saling bertabrakan dan menghancurkan diri (penghancuran), mereka diprediksi menghasilkan pancaran partikel berenergi tinggi — termasuk foton gamma-ray.
Selama beberapa dekade, salah satu kandidat terkuat untuk partikel materi gelap adalah WIMPs (Partikel Massa Besar yang Berinteraksi Lemah). Mereka sangat berat — diperkirakan sekitar 500 kali massa proton — namun hampir tidak berinteraksi dengan materi biasa.
Jika dua WIMP bertabrakan, mereka seharusnya menghasilkan sinyal sinar gamma dengan energi tertentu. Inilah yang dicari para astronom selama bertahun-tahun, terutama di wilayah yang dianggap kaya materi gelap seperti pusat Bima Sakti.
Terobosan dari Teleskop Fermi
Profesor Tomonori Totani dari Departemen Astronomi, Universitas Tokyo, memimpin penelitian terbaru yang menganalisis data terbaru dari Fermi. Hasilnya mengejutkan.
Kami mendeteksi sinar gamma dengan energi 20 gigaelectronvolts... membentuk struktur mirip halo ke arah pusat galaksi Bima Sakti," kata Totani. "Komponen emisi sinar gamma ini sangat sesuai dengan bentuk yang diprediksi dari halo materi gelap.
Bukan hanya bentuknya yang sesuai. Spektrum energinya juga sejalan dengan prediksi teoretis daripenghancuranWIMP. Bahkan, tingkat frekuensi tabrakan WIMP yang dihitung dari intensitas sinar gamma berada dalam kisaran teori.
Totani menegaskan bahwa fenomena astronomis lainnya sulit menjelaskan pola sinyal ini.
Jika benar, sejauh pengetahuan saya, ini akan menjadi pertama kalinya umat manusia 'melihat' materi gelap," kata Totani. "Dan ini berarti materi gelap adalah partikel baru yang tidak termasuk dalam model standar fisika partikel.
Penelitian ini diterbitkan di Journal of Cosmology and Astroparticle Physics pada 25 November.
Apakah Ini Sudah Memastikan Keberadaan Materi Gelap?
Meskipun temuan ini sangat menggembirakan, komunitas ilmiah masih meminta verifikasi lebih lanjut.
Totani sendiri menyadari pentingnya kritik dan uji ulang. "Ini mungkin dapat dipastikan setelah lebih banyak data dikumpulkan ... Jika demikian, itu akan memberi bukti yang lebih kuat bahwa sinar gamma tersebut berasal dari materi gelap," katanya.
Salah satu cara memperkuat bukti adalah dengan menemukan sinyal serupa di tempat lain, seperti pada galaksi kerdil (galaksi kerdil) yang berada dalam halo Bima Sakti, wilayah lain yang diketahui kaya akan materi gelap, atau pola sinar gamma dengan energi yang sama di berbagai posisi.
Jika sinyal 20 GeV ini konsisten ditemukan di beberapa lokasi, hipotesis WIMP akan semakin kuat.
Menuju Era Baru Kosmologi?
Meskipun masih perlu dikonfirmasi, temuan ini membuka pintu besar dalam pemahaman kita tentang alam semesta. Jika benar bahwa Fermi telah merekam jejak annihilasi WIMP, maka umat manusia untuk pertama kalinya telah melihat materi gelap.
Bukan hanya itu, fisika modern akan mengalami revisi besar, dan teka-teki yang muncul sejak era Zwicky akhirnya mendapatkan jawabannya.
Materi gelap bukan lagi sekadar dugaan gravitasi — melainkan entitas fisik yang benar-benar dapat dideteksi.
Sampai bukti akhir tiba, seluruh komunitas astronomi menahan napas. Namun satu hal jelas: kita mungkin sedang berdiri di ambang penemuan kosmik terbesar abad ini.