Tanya Saintis #2 – Jirim Gelap dan Tenaga Gelap

Terangkan sedikit tentang jirim gelap atau tenaga gelap?

Nursi Naufal (Sekolah Sultan Alam Shah)

Alam semesta terbentuk hasil letupan besar yang juga dikenali sebagai Big Bang kira-kira 13.7 bilion tahun yang lalu. Selepas letupan besar itu terjadi, semua jirim dan tenaga yang berada di alam semesta ini tersebar dan seterusnya membentuk gugusan bintang, planet dan galaksi seperti yang kita lihat sehingga ke hari ini.

Hasil dari letupan besar itu, para saintis mendapati bahawa alam semesta yang kita duduki sekarang ini sedang mengalami pengembangan dengan nilai pecutan yang sangat pantas. Ini telah dibuktikan oleh Teleskop Angkasa Hubble (Hubble Space Telescope – HST).

Hasil dari pemerhatian yang dilakukan oleh HST, para saintis menyimpulkan bahawa terdapat satu bentuk tenaga atau jirim yang tidak dapat dikesan dan dilihat secara langsung yang menyumbang kepada pengembangan alam semesta dan juga pembentukan galaksi dan bintang-bintang.

Putaran pada Paksi

Semua jasad samawi seperti awan nebula, planet, bintang berputar pada paksinya. Galaksi juga tidak terkecuali, galaksi mempunyai putaran yang sangat tinggi dan hanya tarikan graviti yang kuat sahaja yang mampu “memegang” kesemua  jasad dan juga bahan yang berada di dalam galaksi tersebut. Apabila para saintis membuat penelitian, jumlah jirim yang dapat dicerap sepatutnya tidak mampu untuk “memegang” antara satu sama lain dan akan terhumban keluar dari galaksi kerana wujudnya daya-daya hasil dari putaran tersebut tetapi jirim-jirim tersebut masih “terikat” pada kedudukannya.

Jirim Gelap

Hasil dari pemerhatian ini, para saintis membuat kesimpulan bahawa terdapat sejenis jirim yang tidak dapat dikesan atau diperhatikan yang memegang dan mewujudkan tarikan graviti yang kuat di sekeliling galaksi itu. Jirim itu dinamakan jirim gelap. Tidak seperti jirim lain, jirim gelap tidak berinteraksi dengan daya elektromagnet. Ini bermaksud bahawa jirim gelap tidak menyerap, memantul dan memancarkan cahaya. Ini menyebabkan kesukaran untuk mengesan kehadiran jirim gelap ini secara langsung.

Para saintis hanya mampu mengesahkan kehadiran jirim gelap ini melalui kesan graviti yang wujud pada jirim-jirim normal sahaja. Terdapat banyak teori yang menyatakan bahawa jirim gelap ini mempunyai jisim yang rendah yang membolehkan ia dihasilkan di Pemecut Hadron Besar (Large Hadron Collider – LHC). Jika berjaya dihasilkan di LHC, jirim gelap akan keluar dari alat pengesan dengan membawa sejumlah tenaga dan momentum. Jumlah tenaga dan momentum yang “hilang” ini dapat dikesan melalui alat pengesan pada pemecut tersebut.

Pada tahun 1990-an, dua kumpulan saintis yang melakukan penyelidikan secara berasingan telah menjalankan satu penyelidikan mengenai penyahpecutan di alam semesta dengan memerhatikan letupan supernova yang jauh. Didapati bahawa, pengembangan alam semesta ini tidak berkurangan tetapi sebaliknya semakin bertambah.

Tenaga Gelap

Suatu entiti yang mampu mengatasi tarikan graviti pasti wujud antara jirim di alam semesta ini yang menyumbang kepada pemecutan tersebut. Entiti ini dikenali sebagai tenaga gelap. Hampir 68% dari alam semesta ini terdiri daripada tenaga gelap yang berkait rapat dengan hampagas di alam semesta dan disebarkan secara seragam keseluruh ruang dan masa. Oleh sebab tenaga  ini juga merupakan ruang itu sendiri, ia tidak akan lenyap apabila alam semesta berkembang. Apabila semakin banyak ruang wujud, semakin banyak tenaga-ruang wujud dan ini menyebabkan semakin cepat pengembangan alam semesta terjadi.

Masih terdapat banyak teori dan juga pemerhatian yang diperlukan untuk menerangkan tenaga gelap ini kerana hanya sedikit maklumat yang diperolehi oleh para saintis buat masa sekarang.

Jawapan oleh – Fizikawan Nor Sofiah Ahmad (Universiti Malaya)

Catatan:// Suntingan Shahrul Kadri Ayop (UPSI). Soalan diterima melalui aktiviti ‘Tanya Fizikawan‘ kelolaan Subkumpulan Pendidikan Fizik, Institut Fizik Malaysia (IFM) di Kuala Lumpur Engineering and Science Festival 2016 KLESF (2016) bertempat di MIECC, 4 hingga 6 November 2016. Layari http://ifm.org.my/

Foto kredit – ScienceNews