Mensurvey Ruangwaktu dengan Supernova

Oleh: Craig J. Hogan, Robert P. Kirshner, dan Nicholas B. Suntzeff
(Sumber: Scientific American, Special Edition – The Once and Future Cosmos, 31 Desember 2002, hal. 22-29)

Bintang meledak yang terlihat di jarak amat jauh menunjukkan bahwa perluasan kosmik mungkin sedang mencepat—sebuah tanda bahwa sebentuk energi eksotis baru boleh jadi sedang mendorong alam semesta berpisahan.

Di mana supernova? Sepasang citra ini, yang diperoleh tim penulis menggunakan Blanco Telescope berdiameter empat meter di Cerro Tololo Inter-American Observatory di Chile, menyediakan bukti pertama supernova. Pada citra kanan, diperoleh tiga minggu setelah citra kiri, supernova terlihat (tapi tidak kentara) mengubah tampilan salah satu galaksi. Bisakah Anda menangkapnya? Beberapa perbedaan disebabkan oleh kondisi atmosfer yang berubah-ubah. Untuk mengecek, lihat petunjuk di boks Supernova Jauh.

Di masa silam (sekitar lima miliar tahun lampau), di sebuah galaksi yang amat jauh (sekitar 2.000 megaparsec), sebuah bintang yang telah lama mati meledak dengan kilasan cahaya lebih cerlang daripada miliaran matahari. Cahayanya menyebar ke angkasa, memudar dan menyebar bersama kosmos yang meluas, sebelum sebagiannya menjangkau bumi. Dalam 10 menit, pada suatu malam gelap di tahun 1997, beberapa ratus photon dari supernova ini mendarat di cermin sebuah teleskop di Chile. Komputer di observatorium lalu menghasilkan citra digital yang memperlihatkan kedatangan bintik cahaya kecil ini. Meski tak terlalu mengesankan untuk diperhatikan, bagi kami titik redup ini merupakan pemandangan menggetarkan—sebuah lentera baru untuk mensurvey ruang dan waktu.

Kami dan kolega di seantero dunia telah menelusuri kedatangan cahaya dari beberapa lusin supernova semacam itu dan menggunakan observasi-observasi ini untuk memetakan keseluruhan bentuk alam semesta dan mengkronologi perluasannya. Apa yang kami dan tim astronom lain lihat baru-baru ini telah menantang kebijakan konvensional berumur berdekade-dekade: rupanya alam semesta lebih besar dan lebih hampa daripada perkiraan. Selain itu, perluasan berketerusannya bukan melambat seperti sangkaan banyak kosmolog; justru ia mungkin sedang mencepat.

Lengkungan Bintang
Sejarah perluasan kosmik telah sangat menarik selama hampir seabad, sebab mencerminkan geometri alam semesta dan sifat konstituen/penyusunnya—materi, cahaya, dan barangkali bentuk-bentuk energi lain yang lebih halus. Teori relativitas umum Einstein merajut atribut-atribut fundamental alam semesta ini dan mendeskripsikan bagaimana mereka mempengaruhi gerak materi dan penjalaran cahaya, dengan begitu menyodorkan prediksi tentang hal-hal konkrit yang betul-betul bisa diukur oleh astronom.

Sebelum publikasi teori Einstein tahun 1916 dan observasi pertama perluasan kosmik pada dekade berikutnya, kebanyakan ilmuwan berpikir alam semesta tetap berukuran sama. Memang, Einstein sendiri tidak percaya pada persamaan miliknya ketika menyadari bahwa itu mengimplikasikan alam semesta yang dinamis. Tapi pengukuran baru atas gerakan galaksi oleh Edwin P. Hubble dan yang lainnya tidak menyisakan keraguan: galaksi-galaksi jauh nan redup sedang menjauhi bumi lebih cepat daripada galaksi-galaksi dekat yang cerlang, cocok dengan prediksi relativitas umum untuk alam semesta yang tumbuh dan membawa galaksi-galaksi berpisahan. Para periset ini menetapkan kecepatan-keluar (outward velocity) galaksi-galaksi berdasarkan pergeseran garis-garis spektrum tampak ke panjang-gelombang panjang (disebut redshift). Meski sering dianggap berasal dari efek Doppler—fenomena yang bertanggungjawab atas perubahan pitch (intensitas suara) peluit kereta atau klakson mobil yang melintas—redshift kosmologis lebih tepat dianggap sebagai hasil dari perluasan berketerusan alam semesta, yang meregangkan panjang-gelombang cahaya yang melintas di antara galaksi-galaksi. Emisi dari objek-objek jauh, setelah menempuh waktu yang panjang, menjadi lebih ter-redshift-kan daripada radiasi dari sumber-sumber dekat.

Teknologi di zaman Hubble membatasi penyelidikan awal perluasan kosmik pada galaksi-galaksi yang tergolong dekat. Ketika cahaya dari galaksi-galaksi dekat ini sedang menjangkau bumi, alam semesta telah meluas sebesar sepecahan kecil ukuran keseluruhannya. Untuk perubahan sesedang itu, redshift persis proporsional dengan jarak; rasio tetap keduanya disebut konstanta Hubble dan merupakan laju terkini perluasan kosmik. Tapi astronom sudah lama menduga bahwa galaksi-galaksi jauh akan menyimpang dari relasi sederhana antara redshift dan jarak ini, sebab langkah perluasan telah berubah seiring waktu atau sebab ruang perantara terlengkungkan. Jadi pengukuran efek ini merupakan sasaran penting bagi kosmolog—tapi ini sulit, perlu cara untuk menetapkan jarak ke galaksi-galaksi yang amat sangat jauh.

Hubble dan perintis lainnya mengestimasi jarak ke berbagai galaksi dengan berasumsi mereka semua memiliki kecerlangan intrinsik yang sama. Menurut logika Hubble dan lainnya, galaksi yang tampak cerlang tergolong dekat, dan galaksi yang tampak redup amat jauh. Tapi metodologi ini hanya bekerja secara kasar, sebab galaksi-galaksi berbeda-beda dalam hal atributnya. Dan ini gagal sama sekali untuk sumber-sumber jauh—yang cahayanya perlu waktu begitu lama untuk menjangkau bumi, sehingga menyingkap kondisi galaksi-galaksi jauh pada masa miliaran tahun lampau (dengan kata lain, di masa mudanya)—sebab kecerlangan intrinsik mereka bisa sungguh berbeda dari galaksi-galaksi yang lebih dewasa yang terlihat lebih dekat dengan rumah kita. Sulit sekali mengurai perubahan evolusioner ini berdasarkan efek-efek perluasan, sehingga astronom sudah lama mencari “lilin standar” lain yang kecerlangan intrinsiknya lebih diketahui.

Agar bisa dilihat dari jarak miliaran tahun-cahaya, lentera-lentera ini harus sangat cerlang.  Selama awal 1970-an, beberapa pensurvey kosmik mencoba menggunakan quasar, sumber yang amat energetik (barangkali ditenagai oleh black hole yang menelan bintang-bintang dan gas). Tapi quasar yang mereka pelajari terbukti lebih beragam lagi daripada galaksi-galaksi sehingga tak banyak bermanfaat.

Pada waktu yang hampir bersamaan, astronom lain mulai menggali ide menggunakan supernova—bintang meledak—sebagai lilin standar untuk studi kosmologi. Pendekatan itu kontroversial sebab supernova juga memperlihatkan banyak variasi dalam hal atribut. Tapi satu dekade belakangan ini, riset yang dilakukan oleh anggota-anggota tim kami telah memungkinkan ilmuwan untuk menetapkan kecerlangan satu jenis supernova—tipe Ia—secara presisi.

Bintang Mati
Apa itu supernova tipe Ia? Pada esensinya, ia merupakan ledakan yang terjadi ketika sebuah bintang mati menjadi bom termonuklir alami. Meski transformasi akhir ini spektakuler, leluhurnya memulai hidup sebagai bintang biasa, bola gas stabil yang lapisan luarnya dipertahankan oleh panas dari reaksi nuklir tetap di intinya, yang mengkonversi hidrogen menjadi helium karbon, oksigen, neon, dan unsur lain. Ketika bintang tersebut mati, abu-abu nuklir bergabung menjadi bara api yang berpijar, dimampatkan oleh gravitasi hingga seukuran bumi dan jutaan kali densitas materi biasa.

Kebanyakan bintang white dwarf semacam itu mendingin dan memudar, mati dengan ledakan kecil. Tapi jika mengorbit bintang dekat lain, ia bisa menyedot material dari rekannya dan memadat sampai badai api termonuklir yang tak terkendali menyala. Bencana nuklir meledakkan bintang kerdil tersebut, memuntahkan material dengan kecepatan sekitar 10.000 kilometer per detik. Pijaran bola api yang meluas ini perlu waktu sekitar tiga minggu untuk mencapai kecerlangan maksimumnya lalu menurun dalam periode berbulan-bulan.

Supernova-supernova ini sedikit bervariasi dalam hal kecerlangan, tapi ada sebuah pola: ledakan yang lebih besar dan lebih cerlang berlangsung agak lebih lama daripada ledakan yang redup. Jadi dengan memonitor seberapa lama mereka berlangsung, astronom dapat mengkoreksi perbedaan dan menyimpulkan kecerlangan inherennya hingga kisaran 12%. Selama satu dekade ini, studi-studi supernova jarak dekat tipe Ia dengan detektor modern telah menjadikan kilasan-kilasan ini sebagai lilin standar berkalibrasi terbaik yang dikenal oleh astronom.

Salah satu lilin ini menerangi suatu tempat di sebuah galaksi tipikal sekitar sekali setiap 300 tahun. Walaupun ledakan bintang demikian di galaksi Bima Sakti kita merupakan peristiwa angkasa yang langka, jika Anda memonitor beberapa ribu galaksi lain, Anda bisa berharap sekitar satu supernova tipe Ia akan muncul setiap bulan. Memang, ada begitu banyak galaksi di alam semesta sampai-sampai, di suatu tempat di langit, supernova-supernova yang cukup cerlang untuk dipelajari meletus setiap beberapa detik. Yang perlu dilakukan astronom hanyalah menemukan mereka dan mempelajarinya secara seksama. Selama beberapa tahun silam, upaya tersebut mengisi waktu kelompok riset kami, dijuluki sebagai “High-Z Team” (diambil dari huruf yang dipakai astronom untuk melambangkan redshift), sebuah perkumpulan longgar yang didirikan pada 1995 oleh Brian P. Schmidt dari Moun Stromlo and Siding Spring Observatories di Australia, maupun kolaborasi saingan bernama Supernova Cosmology Project, yang dimulai pada 1988 dan dipimpin oleh Saul Perlmutter dari Lawrence Berkeley National Laboratory.

Walaupun kedua tim memiliki program tersendiri, mereka mengeksploitasi kemajuan fundamental yang sama: penggunaan detektor cahaya elektronik besar pada teleskop-teleskop raksasa, kombinasi yang menghasilkan citra digital objek-objek redup di petak-petak langit yang cukup luas. Contoh utama teknologi baru ini (yang telah membantu kedua tim) adalah Big Throughput Camera, yang dikembangkan oleh Gary M. Bernstein dari Universitas Michigan dan J. Anthony Tyson dari Lucent Technologies. Ketika kamera ini ditempatkan di fokus Blaco Telescope 4 meter di Cerro Tololo Inter-American Observatory di Chile, satu eksposur mencakup area seluas bulan purnama dan menghasilkan gambar sekitar 5000 galaksi dalam 10 menit.

Eksperimen pita karet menunjukkan hubungan linier antara kecepatan resesi dan jarak. Di sini diperlihatkan dua gambar pita karet yang ditarik ke atas pada laju tertentu. Kecepatan berbagai titik pada pita ditetapkan oleh panjang panah-panah berwarna. Contoh, titik terdekat dengan pangkal bergeser paling sedikit selama interval di antara kedua gambar, sehingga kecepatannya paling kecil (panah kuning). Sebaliknya, titik terjauh bergeser paling banyak, sehingga kecepatannya paling tinggi (panah ungu). Kemiringan garis yang dihasilkan adalah laju pemelaran (grafik kiri). Jika laju ini berubah seiring waktu, kemiringan juga akan berubah (grafik kanan). Alur masa lampau mengarah ke kanan atas, sebab cahaya dari objek lebih jauh perlu waktu lebih lama untuk menjangkau bumi, sumber alur. Jika laju di masa lampau lebih lambat—mengindikasikan perluasan sedang mencepat—garis akan melengkung ke atas (garis merah). Jika lajunya lebih cepat—sebagaimana dalam perluasan melambat—garis akan melengkung ke bawah (garis biru).

Menemukan supernova jauh hanyalah urusan mengambil citra kawasan langit yang sama setiap beberapa minggu lalu mencari perubahan yang mungkin berupa bintang-bintang meledak. Karena cahaya detektor cahaya digital dapat menghitung jumlah photon di tiap elemen gambar secara presisi, kami cukup mensubtraksi citra pertama dari citra kedua dan mencari perbedaan signifikan dari nol. Karena kami mengecek ribuan galaksi di tiap pasangan citra, kami bisa yakin bahwa pencarian banyak pasangan akan menemukan banyak supernova—asalkan cuacanya bagus. Untungnya, lokasi observatorium, di kaki gunung Andes di pinggir selatan Gurun Atacam Chile (salah satu tempat terkering di dunia), biasanya menyediakan langit cerah. Bertaruh bahwa kami akan mendapat beberapa penemuan bagus, kami terlebih dahulu menjadwalkan waktu observasi dengan deretan teleskop lain di seluruh dunia agar pengukuran lanjutan bisa dimulai sebelum supernova menghilang.

Prakteknya, pencarian bintang-bintang meledak di angkasa mengobarkan hiruk-pikuk aktivitas di bumi, sebab kami harus mendapatkan dan membandingkan ratusan citra digital besar dengan cepat. Kami menyita komputer-komputer yang tersebar di seantero observatorium Cerro Tololo untuk tugas penyerasian citra, pengkoreksian perbedaan transparansi atmosfer dan ukuran citra, dan pensubtraksian dua pindaian. Jika segalanya berjalan lancar, sebagian besar galaksi akan menghilang, meninggalkan “derau” (noise) visual kecil pada sisa [pensubtraksian] dua citra. Sinyal-sinyal besar mengindikasikan suatu objek baru atau berubah, misalnya bintang variabel, quasar, asteorid—dan dalam beberapa kasus, supernova.


Observasi Supernova yang dilakukan tim kami (dot merah) menyimpang sedikit tapi signifikan dari pola yang diperkirakan oleh banyak teoritikus—yakni, perlambatan pesat (garis biru) yang terjadi jika alam semesta berbentuk “flat” dan tak memiliki konstanta kosmologis. Observasi ini mengindikasikan bahwa alam semesta hanya memiliki 20% dari materi yang diperlukan untuk menjadikannya flat, sebab ia berdekselarasi lebih lambat daripada prediksi (garis hitam). Pengukuran bahkan menunjukkan bahwa perluasan sedang mencepat, barangkali gara-gara konstanta kosmologis non-nol (garis merah).

Software kami merekam posisi objek-objek baru dan berupaya mengidentifikasi mana yang betul-betul supernova. Tapi uji terotomatisasi itu tak sempurna, dan kami harus menyelidiki citra-citra dengan mata kepala untuk menetapkan apakah sebuah tersangka supernova memang riil. Karena kami harus segera mengejar penemuan dengan teleskop lain, analisa harus cepat-cepat dilakukan. Selama masa-masa melelahkan ini, observatorium menjadi tempat banting tulang para astronom dan mahasiswa pengunjung, yang bekerja 24 jam selama berhari-hari terus-menerus, ditopang oleh antusiasme dan pizza Chile.

Selanjutnya kami membidik kandidat-kandidat supernova terbaik dengan instrumen optik terbesar di dunia, teleskop Keck di Hawaii. Observasi penting ini menetapkan apakah objek-objek yang ditemukan benar-benar supernova tipe Ia, mengukur kecerlangan instrinsik mereka secara lebih tepat, dan menentukan redshift-nya.

Di Sisi Gelap
Anggota-anggota lain kelompok kami, yang bekerja dengan teleskop di Australia, Chile, dan AS, juga mengikuti supernova-supernova ini untuk menelusuri bagaimana kecerlangannya memuncak dan kemudian memudar perlahan-lahan. Kampanye observasi untuk satu supernova mencapai berbulan-bulan, dan analisa final acapkali harus menanti satu tahun atau lebih, manakala cahaya bintang meledak tersebut telah lenyap, sehingga kami bisa memperoleh citra bagus galaksi rumahnya. Kami memakai gambar final ini untuk mensubtraksi pijaran konstan galaksi dari citra-citra supernova. Pengukuran terbaik kami datang dari Hubble Space Telescope, yang menangkap detil-detil demikian halus bahwa bintang meledak berbeda secara mencolok dari galaksi rumahnya.

Kedua tim kini telah mempelajari total beberapa supernova ber-redshift tinggi, supernova yang meletus antara 4 sampai 7 miliar tahun lampau, ketika alam semesta berumur antara satu setengah sampai dua pertiga dari umurnya yang sekarang. Kedua kelompok sangat terkejut: supernova-supernova lebih redup daripada perkiraan. Selisihnya kecil, supernova-supernova jauh rata-rata cuma 25% lebih redup daripada ramalan. Tapi temuan ini cukup untuk membuat teori-teori lama kosmologi disangsikan.

Sebelum menarik kesimpulan luas, astronom kedua tim bertanya pada diri sendiri apakah ada penjelasan lazim atas keredupan relatif supernova-supernova jauh ini. Satu tersangka adalah debu kosmik, yang mungkin menyaring sebagian cahaya. Namun kami pikir dapat mengabaikan kemungkinan ini sebab butiran debu cenderung menyaring lebih banyak cahaya biru daripada merah, menyebabkan supernova terlihat lebih merah daripada yang sesungguhnya (sebagaimana debu atsmosfer mewarnai matahari terbenam). Kami tak melihat perubahan semacam itu. Selain itu, kami menduga bahwa debu kosmik, kecuali kalau mereka tersebar di seantero angkasa, akan mengintrodusir banyak perubahan pada pengukuran, yang juga tak kami saksikan.

Distrubansi potensial lain adalah pelensaan gravitasi, penekukan sinar cahaya sewaktu menyerempet galaksi dalam perjalanannya. Pelensaan kadangkala menyebabkan pencerlangan, tapi yang paling sering ia menyebabkan demagnifikasi sehingga dapat berkontribusi pada keredupan supernova jauh. Tapi kalkulasi menunjukkan bahwa efek ini menjadi signifikan hanya untuk sumber-sumber yang terletak lebih jauh daripada supernova-supernova yang kami pelajari, jadi kami juga mengabaikan rintangan ini.

Terakhir, kami cemas supernova-supernova jauh berbeda dari supernova dekat, barangkali terbentuk dari bintang-bintang muda yang mengandung lebih sedikit unsur berat daripada bintang-bintang khas di galaksi-galaksi yang lebih dewasa. Walaupun kami tak bisa mengesampingkan kemungkinan ini, analisa kami sudah mencoba memperhitungkan perbedaan semacam itu. Penyesuaian ini bekerja dengan baik ketika kami menerapkannya pada galaksi-galaksi dekat, yang bervariasi dalam hal umur, susunan, dan jenis supernova yang terlihat.

Karena tak satupun dari efek-efek biasa ini cocok dengan observasi baru, kami dan banyak ilmuwan lain kini jadi berpikir bahwa keredupan tak terduga supernova-supernova jauh sebetulnya disebabkan oleh struktur kosmos. Dua atribut ruang dan waktu mungkin berkontribusi.

Pertama, ruang mungkin memiliki kelengkungan negatif. Lengkungan demikian lebih mudah dipahami dengan analogi dua-dimensi. Makhluk yang hidup di dunia dua-dimensi yang flat sempurna (seperti karakter dalam novel klasik Flatland karya Edwin A. Abbott) akan mendapati bahwa lingkaran berjari-jari r memiliki keliling tepat 2πr. Tapi jika dunia mereka ditekuk halus menjadi bentuk pelana, itu akan memiliki kelengkungan agak negatif. Penghuni 2D di Saddleland terlupa akan kelengkungan ini sebelum mereka mengukur lingkaran besar berjari-jari tertentu dan mendapati bahwa kelilingnya lebih besar dari 2πr.

Kebanyakan kosmolog berasumsi, untuk berbagai alasan teoritis, bahwa ruang tiga-dimensi kita, seperti halnya Flatland, tidaklah melengkung. Tapi jika [dunia kita] memiliki kelengkungan negatif, bola radiasi besar yang dipancarkan oleh supernova purba akan memiliki luas lebih besar daripada di ruang flat, menjadikan sumbernya terlihat redup.

Penjelasan kedua atas keredupan tak terduga supernova-supernova jauh adalah bahwa mereka lebih jauh daripada yang diindikasikan oleh redshift. Dengan kata lain, supernova di jarak amat jauh ini memiliki redshift lebih rendah daripada yang kita ketahui. Untuk menerangkan redshift yang kecil ini, para kosmolog berpostulat bahwa alam semesta pasti telah mengembang lebih lambat di masa lampau daripada yang mereka perkirakan, memberikan bentangan [ruang] total yang pendek kepada alam semesta dan kepada cahaya yang berjalan di dalamnya.

Gaya
Perluasan kosmik [di masa lampau] kurang cepat daripada yang kita duga, apa signifikansinya? Jika alam semesta terbuat dari materi normal, gravitasi pasti terus memperlambat perluasan. Oleh sebab itu perlambatan kecil, sebagaimana diindikasikan oleh pengukuran supernova jauh, mengimplikasikan bahwa densitas total materi di alam semesta adalah rendah.

Supernova Jauh

Supernova jauh, dengan redshift z = 0,66, ditunjukkan oleh panah. Ledakan bintang ini mempengaruhi beberapa elemen gambar pada citra yang diambil setelah peristiwa.

Walaupun kesimpulan ini meruntuhkan prakonsepsi teoritis, ini selaras dengan beberapa deret bukti. Contoh, astronom telah mencatat bahwa bintang-bintang tertentu terlihat lebih tua daripada umur alam semesta yang kita terima—sebuah kemustahilan nyata. Tapi jika kosmos mengembang lebih lambat di masa lampau, sebagaimana kini diindikasikan oleh supernova, umur alam semesta harus direvisi naik, yang mungkin dapat memecahkan teka-teki. Temuan-temuan baru juga sesuai dengan upaya mutakhir lain untuk memastikan jumlah total materi, misalnya studi gugus-gugus galaksi [lihat “The Evolution of Galaxy Cluster”, tulisan J. Patrick Henry, Ulrich G. Briel, dan Hans Böhringer, Scientific American, Desember 1998].

Inilah pemahaman baru densitas materi alam semesta, tapi apa manfaatnya dalam memahami kelengkungannya? Menurut prinsip-prinsip relativias umum, kelengkungan dan perlambatan adalah terkait. Mengutip ungkapan John A. Wheeler, dulu di Universitas Princeton: materi memberitahu ruangwaktu bagaimana untuk melengkung, dan ruangwaktu memberitahu materi bagaimana untuk bergerak. Densitas kecil materi mengimplikasikan kelengkungan negatif serta perlambatan kecil. Jika alam semesta hampir hampa, kedua efek peredupan ini mendekati [titik] maksimum teoritisnya.

Pada April 2001, Hubble Space Telescope milik NASA memotret supernova terjauh yang pernah dilihat (atas dan kiri bawah), yang meletus 10 miliar tahun lampau. Dengan memeriksa pijarannya (kanan bawah), kosmolog menemukan bukti lebih meyakinkan bahwa dark energy yang bersifat menolak sedang mempercepat perluasan alam semesta.

Kejutan besarnya adalah, supernova yang kita lihat lebih redup daripada prediksi bahkan untuk alam semesta yang hampir hampa (yang memiliki kelengkungan negatif maksimum). Dengan demikian, observasi kami rupanya mensyaratkan bahwa perluasan sebetulnya mencepat seiring waktu. Alam semesta yang tersusun dari materi normal saja tidak dapat tumbuh dengan cara ini, sebab gravitasinya selalu menarik. Tapi menurut teori Einstein, perluasan bisa mencepat jika sebentuk energi eksotis mengisi ruang hampa di mana-mana. “Dark energy” aneh ini dibubuhkan dalam persamaan Einstein sebagai konstanta kosmologis. Tak seperti bentuk-bentuk massa dan energi lazim, dark energy menambahkan gravitasi yang bersifat menolak dan dapat mendorong alam semesta saling berpisahan pada kecepatan yang terus bertambah [lihat “Antigravitasi Kosmologis”, tulisan Lawrence M. Krauss]. Sekali mengakui kemungkinan luar biasa ini, kita bisa menjelaskan observasi kita secara sempurna, bahkan mengasumsikan geometri flat yang disukai para teoris.

Memang, berbagai jenis studi—peta-peta langit radiasi kosmik latar—belakangan ini telah menyingkap bukti baru dan memaksa yang mendukung geometri flat. Gelombang suara pada plasma radiasi materi alam semesta awal, yang ukuran fisiknya bisa dikomputasi dari prinsip-prinsip pertama, menghasilkan pola anisotropi berjendulan di langit. Ukuran angular pola itu menunjukkan bahwa geometri adalah flat hingga presisi tinggi, mengimplikasikan bahwa radius keseluruhan hiperbola kosmik jauh lebih besar daripada potongan alam semesta yang bisa kita amati (seperti sepotong kecil bumi melengkung yang tampak flat). Geometri flat ini mensyaratkan densitas total energi massa jauh lebih besar daripada estimasi densitas total materi bergravitasi normal, menyediakan bukti independen, jika tak langsung, bahwa sebagian besar dari alam semesta tersusun dari dark energy yang eksotis. Yang mengherankan, banyak teknik independen yang semakin presisi berjumpa secara harmonis di kosmologi berkomposisi baru dan mengejutkan ini.

Bukti pendukung bentuk energi aneh yang menanamkan gaya gravitasi tolak merupakan temuan paling menarik yang bisa kita harapkan, tapi herannya kita dan yang lainnya masih skeptis. Untungnya, kemajuan teknologi yang tersedia bagi astronom, misalnya detektor inframerah baru dan Next Generation Space Telescope, akan segera memperkenankan kita menguji kesimpulan kita dengan menyodorkan presisi dan keandalan lebih tinggi. Instrumen-instrumen ajaib ini juga akan memungkinkan kita mengindera lentera-lentera lebih redup lagi yang menyala lebih lampau lagi di galaksi-galaksi yang lebih jauh lagi.

Penulis
Craig J. Hogan, Robert P. Kirshner, dan Nicholas B. Suntzeff sama-sama mempunyai minat yang sangat lama terhadap benda besar yang meledak. Hogan memperoleh gelar doktornya di Universitas Cambridge dan merupakan profesor dan pembantu rektor di Universitas Washington. Kirshner mendapat gelar Ph.D.-nya di California Institute of Technology, mempelajari superova tipe Ia yang teramati pada 1972 (supernova tercerlang sejak 1937). Dia adalah professor astronomi di Universitas Harvard dan juga menjabat sebagai associate director Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Suntzeff menerima gelar Ph.D.-nya di Universitas California, Santa Cruz. Dia bekerja di Cerro Tololo Inter-American Observatory di La Serena, Chile, dan tubuhnya tersusun dari unsur-unsur yang terbentuk dalam peristiwa supernova lebih dari lima milar tahun lampau.

Untuk Digali Lebih Jauh

  • The Little Book of the Big Bang. Craig J. Hogan. Springer-Verlag, 1998.
  • Discovery of a Supernova Explosion at Half the Age of the Universe. S. Perlmutter, G. Aldering, M. Della Valle, S. Deustua, R. S. Ellis, S. Fabbro, A. Fruchter, G. Goldhaber, D. E. Groom, I. M. Hook, A. G. Kim, M. Y. Kim, R. A. Knop, C. Lidman, R. G. McMahon, Peter Nugent, R. Pain, N. Panagia, C. R. Pennypacker, P. Ruiz-Lapuente, B. Schaefer, dan N. Walton (The Supernova Cosmology Project) dalam Nature, Vol. 391, hal. 51–54, 1 Januari 1998. Pracetak tersedia di xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/9712212.
  • Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant. Adam G. Riess, Alexei V. Filippenko, Peter Challis, Alejandro Clocchiattia, Alan Diercks, Peter M. Garnavich, Ron L. Gilliland, Craig J. Hogan, Saurabh Jha, Robert P. Kirshner, B. Leibundgut, M.M. Phillips, David Reiss, Brian P. Schmidt, Robert A. Schommer, R. Chris Smith, J. Spyromilio, Christopher Stubbs, Nicholas B. Suntzeff, dan John Tonry dalam Astronomical Journal, Vol. 116, No. 3, hal. 1009–1038, September 1998. Pracetak di xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/9805201.
  • Informasi tambahan mengenai pencarian supernova tersedia di cfa-www.harvard.edu/cfa/oir/Research/supernova/HighZ.html dan www.supernova.lbl.gov/.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s