Para ilmuwan selama puluhan tahun meyakini bahwa materi gelap atau dark matter merupakan zat yang bersifat anti-sosial karena tidak berinteraksi dengan apapun di alam semesta. Namun, sebuah studi terbaru mengungkapkan bahwa materi misterius ini ternyata memiliki sifat dinamis yang berpotensi memecahkan tiga teka-teki besar dalam jagat raya.
Materi gelap sendiri diketahui mendominasi sekitar 85 persen dari total keseluruhan materi yang ada di alam semesta. Berbeda dengan materi normal yang menyusun bintang serta planet, materi gelap tidak berinteraksi dengan cahaya sehingga keberadaannya tidak dapat dilihat secara kasat mata.
Model standar kosmologi yang dikenal sebagai Lambda Cold Dark Matter atau LCDM selama ini berasumsi bahwa partikel materi gelap bergerak sangat lambat. Dalam model tersebut, partikel-partikel ini dianggap hanya akan saling melewati satu sama lain tanpa pernah mengalami tabrakan fisik.
Sebuah perspektif baru yang diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters pada April lalu menawarkan teori Self-Interacting Dark Matter atau SIDM. Teori ini mengemukakan bahwa materi gelap sebenarnya melakukan interaksi dengan dirinya sendiri di ruang angkasa yang luas.
Teori SIDM ini muncul sebagai upaya untuk menjelaskan tiga fenomena ganjil yang tidak mampu dijawab oleh model standar kosmologi sebelumnya. Fenomena pertama berkaitan dengan ditemukannya gumpalan materi yang sangat padat pada sistem JVAS B1938+666 melalui deteksi distorsi cahaya gravitasi.
Misteri kedua melibatkan adanya celah atau luka misterius yang ditemukan pada aliran bintang GD-1 di dalam galaksi kita sendiri. Celah tersebut seolah mengindikasikan bahwa aliran bintang itu baru saja diterjang oleh sebuah objek masif yang tidak terlihat oleh mata.
Persoalan ketiga yang berusaha dijawab adalah formasi unik pada gugus bintang Fornax 6 yang terletak di galaksi satelit Bima Sakti. Para peneliti menduga bahwa gugus ini terbentuk akibat adanya jebakan gravitasi dari materi gelap yang memiliki kepadatan sangat tinggi.
Hai-Bo Yu dari University of California, Riverside, menyatakan keterkejutannya karena mekanisme yang sama ternyata bekerja di tiga pengaturan kosmik yang berbeda. Fenomena ini ditemukan terjadi di alam semesta yang sangat jauh, di dalam galaksi kita, hingga di galaksi satelit tetangga.
| Fenomena Misterius | Lokasi Pengamatan | Penyebab yang Diduga |
|---|---|---|
| Gumpalan materi sangat padat | Sistem JVAS B1938+666 | Distorsi cahaya gravitasi oleh materi gelap |
| Celah atau "luka" aliran bintang | Aliran Bintang GD-1 | Tabrakan objek masif yang tidak terlihat |
| Formasi gugus bintang unik | Fornax 6 (Galaksi Satelit) | Jebakan gravitasi materi gelap yang padat |
Yu menjelaskan perbedaan antara materi gelap standar dengan materi gelap yang berinteraksi sendiri dengan menggunakan perumpamaan kerumunan orang. Ia membandingkan perbedaannya seperti kerumunan orang yang saling mengabaikan dengan kerumunan di mana setiap orang terus-menerus saling bertabrakan.
Dalam konsep materi gelap yang berinteraksi sendiri, interaksi antarpartikel ini secara dramatis dapat mengubah struktur internal dari halo materi gelap. Interaksi tersebut menyebabkan terjadinya pertukaran energi serta momentum yang memicu sebuah fenomena bernama keruntuhan gravotermal.
Proses keruntuhan ini kemudian menciptakan inti materi gelap yang sangat padat dan kompak di pusat struktur galaksi. Hal seperti ini tidak mungkin terjadi apabila partikel materi gelap hanya saling melewati satu sama lain layaknya hantu kosmik.
Hai-Bo Yu menambahkan bahwa materi gelap yang berinteraksi dengan dirinya sendiri dapat menjadi cukup padat untuk menjelaskan berbagai hasil pengamatan tersebut. Temuan ini menjadi sebuah langkah besar dalam memahami substansi yang paling dominan sekaligus misterius di alam semesta.
Apabila teori mengenai interaksi mandiri materi gelap ini terbukti benar, para ilmuwan kemungkinan besar harus menulis ulang buku sejarah astronomi. Hal ini berkaitan dengan bagaimana galaksi serta struktur kosmik terbentuk sejak masa-masa awal penciptaan alam semesta ini dimulai.
Penelitian ini juga memberikan konteks baru terhadap temuan-temuan sebelumnya, seperti penemuan neutrino berenergi tinggi yang diduga berasal dari lubang hitam purba. Selain itu, eksperimen lain seperti LUX-ZEPLIN di Dakota Selatan terus berusaha memecahkan rekor dalam pencarian bukti keberadaan zat misterius ini.
Upaya untuk menyingkap rahasia alam semesta ini terus berkembang seiring dengan munculnya data-data terbaru dari teknologi teleskop canggih seperti Euclid. Setiap penemuan baru membawa manusia lebih dekat untuk memahami komposisi asli dari 85 persen materi yang menyusun jagat raya.
Dunia sains kini menantikan pembuktian lebih lanjut mengenai apakah materi gelap benar-benar berinteraksi secara aktif atau tetap menjadi hantu yang sunyi. Perubahan paradigma ini akan menentukan arah riset astrofisika dan kosmologi dalam beberapa dekade yang akan datang.
