Para peneliti mengusulkan modifikasi terhadap teori relativitas umum Einstein, dengan menyatakan adanya “kesalahan kosmik” yang membuat gravitasi sedikit lebih lemah pada jarak kosmik yang sangat jauh. Penyesuaian ini dapat membantu menjelaskan beberapa fenomena yang belum terhitung di alam semesta. Kredit: SciTechDaily.com
Bergerak selangkah lebih dekat untuk memahami misteri di ujung alam semesta.
Sekelompok peneliti di Universitas Waterloo dan Universitas British Columbia telah menemukan potensi “kesalahan kosmik” pada gravitasi alam semesta, yang menjelaskan perilaku anehnya dalam skala kosmik.
Selama 100 tahun terakhir, fisikawan mengandalkan teori “relativitas umum” Albert Einstein untuk menjelaskan cara kerja gravitasi di seluruh alam semesta. Relativitas umum, yang terbukti akurat melalui pengujian dan pengamatan yang tak terhitung jumlahnya, menunjukkan bahwa gravitasi berdampak tidak hanya pada tiga dimensi fisik tetapi juga dimensi keempat: waktu.
“Model gravitasi ini penting untuk segala hal mulai dari teori Dentuman Besar hingga memotret lubang hitam,” kata Robin Wen, penulis utama proyek tersebut dan lulusan Fisika Matematika Waterloo.
Tantangan pada Skala Kosmik
“Tetapi ketika kita mencoba memahami gravitasi pada skala kosmik, pada skala cluster galaksi dan seterusnya, kita menemukan ketidakkonsistenan dengan prediksi relativitas umum. Seolah-olah gravitasi itu sendiri tidak lagi cocok dengan teori Einstein. Kami menyebut ketidakkonsistenan ini sebagai ‘kesalahan kosmik’: gravitasi menjadi sekitar satu persen lebih lemah ketika berhadapan dengan jarak miliaran tahun cahaya. “
Selama lebih dari dua puluh tahun, fisikawan dan astronom telah mencoba menciptakan model matematika yang menjelaskan ketidakkonsistenan teori relativitas umum. Banyak dari upaya tersebut dilakukan di Waterloo, yang memiliki sejarah panjang penelitian gravitasi mutakhir yang dihasilkan dari kolaborasi interdisipliner antara ahli matematika terapan dan astrofisikawan.
Konteks Sejarah dan Upaya Penelitian
“Hampir seabad yang lalu, para astronom menemukan bahwa alam semesta kita mengembang,” kata Niayesh Afshordi, profesor astrofisika di Universitas Waterloo dan peneliti di Perimeter Institute.
“Semakin jauh galaksi, semakin cepat pula mereka bergerak, sampai-sampai mereka tampak bergerak mendekati kecepatan cahaya, kecepatan maksimum yang diperbolehkan oleh teori Einstein. Temuan kami menunjukkan bahwa, pada skala tersebut, teori Einstein mungkin juga tidak cukup.”
Memodifikasi Teori Einstein
Model baru “kesalahan kosmik” yang dikembangkan oleh tim peneliti memodifikasi dan memperluas rumus matematika Einstein sedemikian rupa sehingga menyelesaikan ketidakkonsistenan beberapa pengukuran kosmologis tanpa mempengaruhi keberhasilan penggunaan relativitas umum yang ada.
“Anggap saja ini seperti catatan kaki teori Einstein,” kata Wen. “Setelah Anda mencapai skala kosmik, syarat dan ketentuan berlaku.”
“Model baru ini mungkin menjadi petunjuk pertama dalam teka-teki kosmik yang mulai kita pecahkan melintasi ruang dan waktu,” kata Afshordi.
Penelitian berjudul “Kesalahan kosmik dalam gravitasi” muncul di Jurnal Kosmologi dan Fisika Astropartikel.
Referensi: “Kesalahan kosmik dalam gravitasi” oleh Robin Y. Wen, Lukas T. Hergt, Niayesh Afshordi dan Douglas Scott, 20 Maret 2024, Jurnal Kosmologi dan Fisika Astropartikel.
DOI: 10.1088/1475-7516/2024/03/045
