Kredit gambar: RAS
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, para astronom telah memperoleh ukuran terperinci mengenai radiasi latar gelombang mikro kosmik - 'gema' sejak kelahiran Alam Semesta semasa Big Bang.
Hasil ini nampaknya menunjukkan dengan ketepatan yang luar biasa bahawa Alam Semesta kita dikuasai oleh 'benda gelap yang sejuk' dan 'tenaga gelap' yang misterius. Tetapi sekarang sekumpulan ahli astronomi Inggeris telah menemui bukti bahawa gema gelombang mikro purba mungkin telah diubah atau 'rosak' dalam perjalanan 13 bilion tahun mereka ke Bumi.
Hasil dari pasukan di University of Durham, yang diketuai oleh Profesor Tom Shanks, didasarkan pada analisis data baru dari satelit Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) NASA.
Pasukan ini mendapati bahawa kelompok galaksi yang berdekatan kelihatannya terletak di kawasan langit di mana suhu gelombang mikro lebih rendah daripada purata. Tingkah laku ini dapat dipertanggungjawabkan jika gas panas di gugus galaksi telah berinteraksi dengan foton Big Bang ketika mereka melewati dan merosakkan maklumat yang terdapat dalam gema bola api primordial ini. Ahli fizik Rusia R. A. Sunyaev dan Ya. B. Zeldovich meramalkan kesan seperti itu pada awal tahun 1970-an, sejurus selepas penemuan radiasi latar gelombang mikro kosmik.
Kesan Sunyaev-Zeldovich ini sebelumnya telah dilihat pada kes-kes pemerhatian terperinci mengenai latar belakang gelombang mikro di sekitar beberapa kelompok galaksi kaya dan pasukan WMAP sendiri telah melaporkan melihat kesannya dalam data mereka sendiri, dekat dengan pusat kluster.
Kini pasukan Durham telah menemui bukti bahawa gas panas di kluster dapat mempengaruhi peta latar gelombang mikro hingga radius hampir 1 darjah dari pusat gugus galaksi, kawasan yang jauh lebih besar daripada yang dikesan sebelumnya. Ini menunjukkan bahawa posisi "gugus kelompok" atau "superclusters" juga dapat bertepatan dengan titik yang lebih sejuk dalam pola turun naik latar belakang gelombang mikro.
"Foton dalam radiasi latar gelombang mikro tersebar oleh elektron dalam kelompok berdekatan," kata Profesor Shanks. "Ini menyebabkan perubahan penting pada radiasi pada saat ia sampai ke kita."
"Sekiranya gugus galaksi yang terletak beberapa miliar tahun cahaya dari Bumi juga mempunyai kesan yang sama, maka kita harus mempertimbangkan apakah perlu mengubah tafsiran kita terhadap peta satelit radiasi latar gelombang mikro."
Sekiranya hasil Durham disahkan, maka akibat kosmologi mungkin sangat ketara. Tanda untuk tenaga gelap dan bahan gelap terletak pada struktur terperinci riak yang dikesan di latar belakang gelombang mikro, variasi suhu kecil yang diciptakan pada saat radius Alam Semesta seribu kali lebih kecil daripada yang ada sekarang.
Sekiranya corak primordial ini telah dirosakkan oleh proses yang berlaku sejak kebelakangan ini, lama setelah galaksi dan kelompok galaksi terbentuk, maka ia, pada akhirnya, akan menyukarkan tafsiran gema gelombang mikro dan, paling teruk, akan mula merosakkan bukti sebelumnya untuk kedua-dua tenaga gelap dan bahan gelap yang sejuk.
"Kekuatan data WMAP yang luar biasa ini adalah menunjukkan bahawa menafsirkan latar belakang gelombang mikro 'gema' mungkin kurang mudah daripada yang difikirkan sebelumnya," kata anggota pasukan Sir Arnold Wolfendale (sebelumnya Astronomer Royal).
Pasukan WMAP telah melaporkan bahawa pengukuran gema gelombang mikro Big Bang mungkin telah dikompromikan oleh proses pembentukan galaksi pada tahap pertengahan dalam sejarah Alam Semesta. Mereka mengemukakan bukti bahawa gas yang dipanaskan oleh bintang, galaksi, dan quasar yang pertama kali lahir mungkin juga telah merosakkan isyarat gelombang mikro ketika Alam Semesta 10 atau 20 kali lebih kecil daripada pada hari ini. Oleh itu, hasil WMAP dan Durham menunjukkan bahawa gema gelombang mikro di Big Bang mungkin harus melalui banyak rintangan dalam perjalanannya ke Bumi daripada yang pernah difikirkan sebelumnya, dengan kemungkinan penyimpangan isyarat primordial.
"Hasil kami akhirnya dapat melemahkan kepercayaan bahawa Alam Semesta dikuasai oleh zarah zat gelap yang sukar difahami dan tenaga gelap yang lebih misterius," kata Profesor Shanks.
Walaupun bukti pemerhatian untuk model kosmologi standard tetap kukuh, model tersebut mengandungi aspek yang sangat tidak selesa. Ini timbul pertama kali kerana ia berdasarkan dua kepingan "fizik yang belum ditemui" - jirim gelap dan tenaga gelap - keduanya tidak dapat dikesan di makmal. Sesungguhnya, pengenalan dua komponen baru ini sangat meningkatkan kerumitan model inflasi Big Bang standard.
Masalah tenaga gelap sangat mendalam: misalnya, ketumpatan yang diperhatikannya sangat kecil sehingga mungkin kuantum tidak stabil secara mekanikal. Ini juga menimbulkan masalah bagi teori graviti kuantum, yang menunjukkan bahawa kita mungkin hidup di Alam Semesta dengan 10 atau 11 dimensi, semuanya merosot, dengan pengecualian tiga ruang dan satu dalam satu masa.
Oleh itu, banyak ahli teori ingin jalan keluar dari model kosmologi standard hari ini dan masih harus dilihat sejauh mana pemerhatian yang dibincangkan oleh kumpulan Durham ini akan menuju ke arah ini. Tetapi jika betul, mereka menunjukkan bahawa khabar angin bahawa kita hidup dalam "Era Baru Kosmologi Ketepatan" mungkin terbukti terlalu awal!
Sumber Asal: Siaran Berita RAS
