Para saintis mungkin salah mengenai tenaga gelap. Tetapi mereka betul tentang graviti, satu kajian baru mencadangkan.
Tenaga gelap, fenomena misteri yang menyebabkan pengembangan kosmos dipercepatkan, secara meluas dianggap mempunyai ketumpatan yang berterusan sepanjang sejarah alam semesta. Tetapi tenaga gelap sebaliknya mungkin semakin berkurangan, penyelidik dari Instrumen Spektroskopi Tenaga Gelap, atau DESI, melaporkan kerjasama pada 19 November dalam kumpulan kertas yang disiarkan ke tapak web projek dan arXiv.org.
Penemuan itu mengesahkan laporan April daripada pasukan yang sama yang telah membuat kesimpulan yang sama (SN: 4/4/24). Pada masa yang sama, analisis baharu — pandangan yang lebih teliti pada data yang sama yang digunakan dalam laporan terdahulu — mengesahkan bahawa data DESI bersetuju dengan relativiti am, teori graviti Albert Einstein, tanpa bukti alternatif, teori “graviti diubah suai”.
DESI membuat peta 3-D galaksi di seluruh kosmos. Analisis projek sebelum ini hanya tertumpu pada satu jenis maklumat yang diperoleh daripada peta itu: ayunan akustik baryon, gelombang bunyi di alam semesta awal yang meninggalkan kesan pada kosmos yang boleh dilihat hari ini (SN: 3/4/19).
Analisis baharu itu menambah maklumat tentang cara galaksi dan struktur lain berkembang sepanjang sejarah kosmik. “Ini adalah kali pertama kami peka terhadap bagaimana struktur berkembang mengikut masa, ” kata ahli kosmologi Dragan Huterer dari Universiti Michigan di Ann Arbor. “Ini penting kerana pertumbuhan struktur terkenal sebagai sangat sensitif kepada tenaga gelap dan graviti yang diubah suai.”
Dalam kedua-dua analisis, penyelidik menemui tanda-tanda variasi dalam persamaan keadaan tenaga gelap, hubungan antara tekanan dan ketumpatannya dari semasa ke semasa. “Kami menunjukkan kesimpulan yang sama, dan ini … benar-benar meyakinkan,” kata ahli kosmologi Pauline Zarrouk dari CNRS dan Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies di Paris. Kerana kedua-dua analisis adalah berdasarkan data yang sama, “jika kita tidak melihat perkara yang sama [conclusion]itu benar-benar akan menjadi isu.” (Dalam kedua-dua kes, pasukan itu menggabungkan data DESI dengan data kosmologi lain, termasuk data pada latar belakang gelombang mikro kosmik, cahaya tertua di alam semesta.)
Dengan hasil pertama, penyelidik DESI telah menjulurkan leher mereka, kata ahli fizik Daniel Scolnic dari Duke University. “Mereka tidak berundur daripada itu. Banyak kali apabila terdapat beberapa keputusan besar dalam kosmologi, rasanya seperti sebulan kemudian … ia hilang.” Tetapi dengan DESI, “leher mereka masih terkeluar. Saya sangat menghormatinya dan menghargainya.”
Jika tenaga gelap disahkan berbeza-beza, ia akan menghantar kejutan melalui kosmologi, menggulingkan teori yang diterima oleh saintis, model kosmologi standard. Teori itu telah sangat berjaya dalam menerangkan kosmos, tetapi ia termasuk komponen yang kurang difahami, seperti tenaga gelap dan sumber jisim yang tidak dikenali yang dipanggil jirim gelap (SN: 26/8/24).
Dalam percubaan pada penjelasan yang lebih memuaskan tentang kosmos, sesetengah saintis mengubah relativiti am, yang menggambarkan graviti sebagai hasil daripada ruang masa yang melengkung secara besar-besaran. Teori graviti diubah suai berpotensi menghapuskan keperluan untuk jirim gelap atau tenaga gelap (SN: 7/5/24). Tetapi pembentukan struktur yang diperhatikan oleh DESI adalah konsisten dengan yang diramalkan oleh relativiti am. Dan tiada bukti untuk graviti yang diubah suai, walaupun teorinya tidak diketepikan sepenuhnya.
Dalam kajian baharu itu, teka-teki berterusan tentang jisim neutrino, zarah subatom ringan yang banyak terdapat di kosmos. Seperti analisis pertama DESI, penemuan baru menunjukkan bahawa jumlah jisim tiga jenis neutrino adalah lebih kecil daripada yang dijangkakan, sekurang-kurangnya oleh beberapa akaun (SN: 20/9/24). Itu boleh membayangkan bahawa ahli kosmologi telah salah memahami sesuatu tentang sifat kosmos atau tentang neutrino itu sendiri.
Pada tahun 2025, kerjasama DESI merancang untuk mengeluarkan hasil berdasarkan data tiga tahun pertama projek. Itu akan menjadi ujian sebenar tentang sejauh mana hasil yang teguh, termasuk sama ada tenaga gelap sememangnya berubah dari semasa ke semasa.
Scolnic membayangkan model kosmologi standard sebagai unggun api. Semasa saintis sedang menikmati duduk di sekeliling cahaya hangat, dengan hasil DESI, percikan api telah mula berterbangan. “Ini adalah apabila anda memberitahu semua orang, 'Mari kita berundur selangkah dari unggun api, hanya untuk selamat. … Kami tidak membuang air pada keseluruhannya, tetapi pastinya hanya satu langkah ke belakang.'”
