Melacak Materi dan Energi Gelap di Alam Semesta

Tahun 2009 ini dicanangkan sebagai tahun astronomi internasional. Pemilihan tahun 2009 dilakukan berkaitan dengan peringatan 400 tahun ilmu astronomi modern. Pada tahun 1609 dua ilmuwan pengamat benda langit, Johannes Kepler dan Galileo Galilei membuat terobosan besar bagi landasan ilmu astronomi modern. Dalam bukunya “Astronomia Nova“, Kepler memperkenalkan gagasannya mengenai hukum fisika yang mempengaruhi gerakan planet. Sementara Galileo Galileo dengan teropong bintangnya memulai era pengamatan astronomi menggunakan teropong jarak jauh. Hingga menjelang Kepler memaparkan teorinya mengenai pergerakan planet, kebanyakan ilmuwan masih meyakini Bumi sebagai pusat alam semesta. Sekarang ilmu astro-fisika maju pesat, dengan gagasan-gagasan baru yang amat radikal mengenai alam semesta.

Hingga 400 tahun lalu, gagasan yang menolak Bumi sebagai pusat alam semesta akan dikecam oleh gereja sebagai pendosa besar. Namun Johannes Kepler dan Galileo Galilei dengan berani mendobrak ilmu astronomi klasik yang dikukuhkan Claudius Ptolemäus dari abad kedua Masehi itu. Hukum Kepler mengenai gerakan planet dalam lintasannya mengelilingi matahari, hingga kini tetap menjadi landasan dalam ilmu astro-fisika. Sementara pengamatan Galileo menggunakan teropong bintang, membuka cakrawala baru dalam ilmu astronomi. Sekarang ini pengamatan menggunakan teleskop terrestrial maupun teleskop ruang angkasa, merupakan standar penelitian astronomi yang tidak dapat dihindarkan. Dengan terobosan dari kedua ilmuwan itu, ditemukan materi eksotis lainnya yang membentuk alam semesta.

Seperti diungkapkan Reinhard Genzel, direktur Institut Max-Planck untuk fisika ektra-terrestrial di Garching : “Disana ada materi dan energi yang tidak bercahaya, yang jauh lebih besar dari bintang-bintang yang kasat mata. Terdapat penafsiran umum, adanya bentuk materi yang berbeda dari yang kita kenal. Tapi kita tidak dapat melihatnya.“

Inilah yang disebut materi gelap dan energi gelap. Dua materi pembentuk alam semesta yang dewasa ini menjadi topik utama penelitian para ahli astronomi dan astro-fisika. Diperkirakan materi gelap memiliki volume sekitar 25 persen dan energi gelap sekitar 70 persen volume keseluruhan alam semesta. Artinya materi dan benda langit kasat mata, seperti planet, bintang, galaksi dan sebagainya hanya sekitar lima persen dari volume alam semesta. Fenomena menarik lainnya adalah yang disebut Lubang Hitam. Nama lubang hitam diperkenalkan oleh ahli fisika AS Prof. John Wheeler pada tahun 1967, untuk menggambarkan fenomena benda langit yang gaya gavitasinya amat besar sehingga menelan semua materi yang ada di dekatnya, termasuk cahaya. Genzel dari Institut Max-Planck adalah pakar lubang hitam. Dalam pencanangan tahun astronomi internasional di Paris belum lama ini, Genzel juga memaparkan pandangannya mengenai materi gelap berkaitan teori ekspansi alam semesta : “Jika terjadi ledakan yang semburat ke semua arah, dan di sana terdapat gaya gravitasi, maka akan terjadi perlambatan. Kembali penafsiran memainkan peranan. Di sana harus ada semacam energi dalam keadaan hampa udara, dan dalam volume amat besar. Apakah ini merupakan penjelasan yang tepat, menjadikan tema ini amat menegangkan.“

Tema lainnya dalam tahun astronomi internasional yang juga amat menarik adalah penelitian mengenai exo-planet yakni planet-planet mirip bumi yang ada di luar tata surya. Apakah ada kehidupan lain di luar Bumi? Sejauh ini para pakar astronomi sudah menemukan lebih dari 300 planet yang kondisinya mirip Bumi di luar tata surya. Untuk mengetahui, apakah di exo-planet itu dapat atau bahkan sufah terbentuk kehidupan, masih diperlukan penelitian beberapa puluh tahun lagi. Namun sasaran utama pencanangan tahun astronomi internasional, adalah untuk menarik minat generasi muda terhadap bidang penelitian astronomi.

Reinhard Genzel menegaskan, mereka tidak dapat memperhitungkan, apakah banyak remaja akan tertarik. Namun ia yakin, adalah tidak buruk bahwa mereka dapat menjelaskan, bahwa fisika bukanlah ilmu kering, yang membosankan dan tidak disukai siswa. Akan tetapi dapat menunjukan, salah satu bagian dari fisika yakni astronomi, memiliki hal-hal yang amat menarik bagi semua orang.

Dalam tahun astronomi internasional, semua orang hendak dibangkitkan gairahnya untuk melihat alam semesta. Selain itu minat penelitian juga hendak didorong. Sepanjang tahun 2009 ini akan digelar berbagai acara dan program aksi di berbagai negara, untuk lebih memperkenalkan bidang keilmuan tsb. Catherine Cesarsky ketua perhimpunan pakar astronomi internasional mengatakan : “Kita memiliki banyak hal yang amat mengagumkan. Kita hidup di alam semesta, dan masih banyak yang dapat ditemukan. Kami tidak boleh mengangkanginya. Kami harus membaginya kepada umat manusia.“

Apa yang diungkapkan Cesarsky memang amat tepat. Sebab masih banyak yang tidak memahami perilaku alam semesta. Awam banyak yang menganggap alam semesta statis dan sejak jutaan tahun sebelumnya tidak berubah. Padahal alam semesta itu dinamis dan memiliki siklus lahir, hidup dan mati. Memang diukur dengan rentang waktu kehidupan manusia yang relatif pendek, dinamika alam semesta nyaris tidak kentara, sehingga dianggap tidak pernah berubah.

Bintang-bintang baru selalu dilahirkan dan bintang tua mati. Kematian bintang juga menyisakan banyak misteri. Ada yang meledak menjadi supernova, ada yang menciut tertarik gaya gravitasinya sendiri menjadi bintang cebol putih. Atau dalam kondisi ekstrim menjadi lubang hitam. Para ilmuwan terus mencoba memahami awal mula terciptanya alam semesta, dengan membuat simulasinya dalam skala mikro. Misalnya saja dalam instalasi pemercepat partikel amat besar-HLC, atom ditumbukkan dalam kecepatan cahaya untuk menguraikannya menjadi unsur terkecil penyusunnya seperti di saat dentuman besar.

Catherine Cesarsky dari perhimpunan pakar astronomi dunia mengatakan : "Lihat saja, tahun ini akan menjadi amat menarik. Di akhir tahun, semua menjaadi lebih paham, bahwa kita berada di era penelitian yang lebih istimewa dari yang kita bayangkan.“

Juga masih banyak misteri alam semesta yang harus dipecahkan. Yang terutama bagaimana membuktikan keberadaan materi dan energi gelap yang merupakan unsur terbesar di alam semesta. Apakah alam semesta ini setelah dentuman besar terus memuai atau akan menyusut kembali? Apakah dentuman besar itu awal dari segalanya atau hanya sekedar fase antara ? Dan apakah alam semesta yang kita kenal ini, yang luasnya sulit diukur dengan pancaindera manusia adalah satu-satunya, atau satu diantara milyaran alam semesta serupa seperti ibaratnya satu dari milyaran gelembung busa sabun yang mengambang.