Kami kehilangan banyak hal. Banyak sekali.
Para kosmolog telah mengetahui hal ini selama bertahun-tahun. Perhitungan matematika mengatakan seharusnya ada lebih banyak materi biasa di luar sana. Jenis yang menghasilkan bintang. Planet-planet. Anda. Namun jika kita melihat galaksi, jumlahnya tidak bertambah. Kita hanya melihat sepersepuluh dari prediksi model Big Bang.
Selama beberapa dekade, asumsinya sederhana. Sisanya? Itu bersembunyi. Mungkin mengambang di ruang kosong antar galaksi. Sebarkan tipis-tipis. Tak terlihat. Hampir tidak terdeteksi.
Sampai sekarang.
Sebuah studi baru membalikkan keadaan tentang lokasi materi galaksi yang hilang. Peneliti dari MIT dan kolaborasi CHIME/FRB akhirnya menemukannya. Dan ternyata perjalanan ke sana penuh kekerasan.
Seberapa cepat semburan radio memetakan materi tak kasat mata
Triknya bukanlah teleskop yang lebih baik. Itu adalah kebisingan yang lebih baik.
Tim menggunakan Fast Radio Bursts (FRBs). Ditemukan pada tahun 2007. Ini adalah kilatan gelombang radio dalam milidetik. Sangat cerah. Mereka datang dari jarak miliaran tahun cahaya. Saat mereka melakukan perjalanan ke Bumi, mereka melewati gas antargalaksi. Masalahnya merusak sinyal. Rentangkan pada waktunya.
Anggap saja seperti sinar-X kosmik.
“Awalnya sangat cepat,” jelas Haochen Wang, peneliti pascasarjana di Kavli Institute MIT. “Saat mereka melewati materi, mereka akan tercoreng. Kami mengukur noda tersebut dengan tepat.”
Noda tersebut berbanding lurus dengan jumlah materi yang dilewatinya. Semakin banyak olesan berarti semakin banyak massanya.
Untuk mengetahui secara pasti di mana benda tersebut berada, tim menggabungkan data dari dua sumber besar. Eksperimen Pemetaan Intensitas Hidrogen Kanada. Instrumen Spektroskopi Energi Gelap. Mereka mengkorelasikan ribuan sinyal FRB dengan jutaan posisi galaksi.
Apakah sinyalnya tersebar di dalam galaksi? Atau di antara mereka?
Jawabannya mengubah segalanya.
Mengapa lubang hitam lebih ganas dari yang kita duga
Materi yang hilang memang berada di antara galaksi. Tapi tidak seperti yang kami harapkan.
Simulasi memperkirakan gas akan berada relatif dekat. Beberapa ratus ribu tahun cahaya dari pusat galaksi. Mungkin sampai satu juta.
Data baru menunjukkan awan membentang hingga 4 juta tahun cahaya.
Itu jauh. Sangat jauh.
Jika Anda menendang bola dengan lembut, bola akan menggelinding. Jika Anda menendangnya ke orbit, Anda memerlukan kekuatan yang serius. Hal ini tidak didorong begitu saja. Itu dilemparkan.
Kiyoshi Masui, seorang profesor fisika MIT, terus terang mengatakannya. Aktivitas bintang dan pancaran lubang hitam “jauh lebih ganas dari yang diperkirakan”.
Implikasinya sangat tajam.
- Jet lubang hitam meninju lebih keras.
- Ledakan Supernova melemparkan material lebih jauh.
- Galaksi mengeluarkan materi ke luar angkasa dengan kecepatan yang tidak sesuai dengan simulasi saat ini.
Alam semesta lebih energik daripada yang dimungkinkan oleh model kita.
Metode mana yang akhirnya memecahkan misteri materi biasa
Ini bukan hanya tentang menemukan bagian yang hilang. Ini tentang metodenya.
Menggunakan FRB sebagai wahana untuk mencari materi galaksi yang hilang adalah sebuah terobosan. Sebelumnya, gasnya terlalu tipis untuk dikenali. Sekarang, efek noda memberikan metrik yang jelas.
Hasilnya, dipublikasikan di Physical Review Letters, menegaskan dua hal.
- Materi biasa itu ada. Itu belum hilang. Itu baru saja terlantar.
- Mekanisme yang menggantikannya lebih kuat dari yang diperkirakan oleh fisika saat ini.
Tujuh belas persen alam semesta seharusnya merupakan materi biasa. Kita hanya memperhitungkan sebagian kecil dari jumlah tersebut di dalam batas galaksi. Sisanya ada di luar sana. Dalam kegelapan yang pekat. Tersapu oleh kekuatan-kekuatan yang baru sekarang kita mulai ukur.
CHIME masih mengumpulkan data. Lebih banyak FRB ditemukan. Petanya semakin jelas.
Namun pertanyaannya tetap ada. Jika galaksi mengeluarkan energi dan materi sebanyak ini, apa pengaruhnya terhadap struktur jaringan kosmik?
Kita mungkin perlu menulis ulang aturan evolusi galaksi. Lagi.
