Bagaimana Jika Ruang di Sekitar Bumi Sebagian Besar Kosong?

Bayangkan berdiri di dek pesawat luar angkasa, mengintip ke dalam lautan hitam ruang angkasa yang luas — tidak ada bintang, tidak ada galaksi, bahkan tidak ada nebula berdebu yang terlihat. Hanya kegelapan. Sekarang perbesar. Bumi, Bima Sakti, dan segala yang kita ketahui bisa berada tepat di tengah-tengah kehampaan ini — gelembung ruang hampir kosong yang lebarnya satu miliar tahun cahaya.

Ini bukan fiksi ilmiah. Ini adalah salah satu kemungkinan paling menakjubkan dalam astrofisika saat ini. Semakin banyak ilmuwan yang percaya bahwa Bumi mungkin terjebak di dalam kekosongan raksasa di ruang angkasa — semacam gelembung kosmik di mana materi sangat jarang dibandingkan dengan bagian lain dari alam semesta.

Ide ini mengguncang apa yang kita pikir kita ketahui tentang kosmos. Selama beberapa dekade, para astronom berasumsi bahwa alam semesta terlihat sama di mana pun Anda berada — bintang dan galaksi tersebar merata, seperti gula pada donat. Tapi bagaimana jika sudut ruang kita lebih seperti lubang di donat itu — kekosongan?

Dan inilah yang mengejutkan: jika kita benar-benar berada di dalam kekosongan kosmik yang sangat besar ini, itu mungkin menjelaskan misteri yang telah membingungkan para ilmuwan selama bertahun-tahun — mengapa kita terus mendapatkan jawaban yang berbeda ketika kita mencoba mengukur seberapa cepat alam semesta mengembang.

Bisikan Big Bang: Bagaimana Astronom Mendengarkan Gelombang Suara Kuno

Untuk memahami bagaimana kita bahkan tahu tentang kekosongan tak terlihat seperti itu, kita harus kembali — jauh ke belakang — ke awal segalanya.

Tepat setelah Big Bang, alam semesta yang baru lahir tidaklah sunyi. Ia berdering seperti lonceng dengan gelombang tekanan — yang disebut ilmuwan sebagai Osilasi Akustik Baryon (BAOs). Gelombang suara kuno ini meninggalkan riak dalam cara galaksi tersebar hari ini.

Astronom menggunakan teleskop untuk mempelajari pola galaksi di seluruh miliaran tahun cahaya. Mereka dapat "mendengar" gema dari gelombang suara awal tersebut dalam cara galaksi berkumpul — sidik jari kosmik yang tertinggal dari awal waktu.

Sekarang inilah bagian yang aneh: ketika para ilmuwan mempelajari riak-riak ini di bagian lokal alam semesta kita, mereka memperhatikan sesuatu yang aneh. Riak-riak itu tampak meregang — seolah-olah alam semesta di sini tidak mengembang dengan cara yang sama seperti di tempat yang lebih jauh. Seolah-olah kita berada di dalam wilayah ruang yang sedikit melengkung dan kurang padat.

Jadi apa yang bisa menyebabkan ini? Jawabannya mungkin lebih sederhana — dan lebih aneh — dari yang kita duga: kita hidup dalam gelembung kosmik raksasa.

Masalah Ketegangan Hubble: Mengapa Alam Semesta Tidak Mengembang Seperti yang Diharapkan

Di sinilah segalanya menjadi sangat aneh.

Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah mengukur Konstanta Hubble, yang memberi tahu kita seberapa cepat alam semesta mengembang. Tapi ada masalah. Jika Anda melihat galaksi yang jauh dan bagaimana cahaya mereka telah meregang seiring waktu, Anda mendapatkan satu angka. Tapi jika Anda mengukur galaksi yang dekat dengan kita, menggunakan supernova terdekat atau alat lokal lainnya, Anda mendapatkan angka yang benar-benar berbeda.

Ketidaksepakatan ini disebut Ketegangan Hubble, dan ini adalah salah satu teka-teki terbesar dalam kosmologi.

Ini seperti memiliki dua jam — satu yang mengatakan pukul 3 sore dan satu yang mengatakan pukul 4 sore — dan tidak tahu mana yang benar. Atau mungkin keduanya benar... tergantung di mana Anda berdiri.

Beberapa ilmuwan berpikir konflik ini berarti teori kita tentang energi gelap atau gravitasi mungkin rusak. Yang lain percaya ada solusi yang jauh lebih sederhana: kita berada di dalam kekosongan raksasa, dan itu mengubah cara kita melihat ekspansi ruang di sekitar kita.

Memasuki Kekosongan: Apakah Ini Potongan yang Hilang?

Dr. Indranil Banik dan timnya di Universitas Portsmouth baru-baru ini menjadi berita utama ketika mereka mengusulkan hal itu: Bima Sakti mungkin berada di dekat pusat wilayah ruang yang sangat kurang padat — kekosongan kosmik.

Kekosongan ini bisa hampir satu miliar tahun cahaya melintasi, dan secara signifikan lebih kosong daripada bagian alam semesta lainnya.

Karena gravitasi bekerja secara berbeda ketika ada lebih sedikit materi di sekitar, itu bisa membuat galaksi di dekatnya terlihat seperti bergerak lebih cepat menjauh — hanya karena ruang di sekitarnya lebih kosong dan memiliki tarikan gravitasi yang lebih sedikit untuk memperlambat segalanya.

Gagasan ini cocok dengan apa yang kita amati dalam Ketegangan Hubble.

Singkatnya, teori kekosongan mungkin sajapotongan teka-teki yang hilang— bukan fisika baru, bukan Alam Semesta yang rusak, hanya lingkungan aneh tempat kita kebetulan tinggal.

Namun, jika kita berada dalam kekosongan, apakah itu berarti kita berada di tempat istimewa di Alam Semesta? Bukankah itu bertentangan dengan aturan kosmologi?

Mari kita cari tahu.

Apa yang Ini Ubah Tentang Segala Sesuatu yang Kita Ketahui

Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mengikuti sesuatu yang disebutPrinsip Kosmologis— gagasan bahwa kita tidak berada di tempat istimewa. Alam Semesta, dalam skala besar, seharusnya terlihat sama di mana-mana.

Namun, jika kita berada di dalam kekosongan besar, prinsip itu mungkin tidak berlaku — setidaknya tidak secara lokal. Ini bisa berartiAlam Semesta lebih tidak merata dari yang kita kira.

Dan itu mengubah banyak hal.

Salah satunya, ini mungkin berarti kita harusmemikirkan kembali energi gelap— kekuatan misterius yang kita yakini membuat Alam Semesta mengembang lebih cepat dan lebih cepat. Mungkin apa yang tampak seperti energi gelap sebenarnya hanya hasil dari berada di wilayah yang kurang padat.

Ini juga membuka ide-ide baru tentang bagaimana galaksi terbentuk, bagaimana materi berkumpul, dan bahkan bagaimana kita mengukur waktu dan jarak di luar angkasa.

Paling penting, ini mengingatkan kita bahwa bahkan dalam bidang yang maju seperti kosmologi,masih ada ruang untuk kejutan— dan Bumi mungkin berada di tengah-tengah salah satu kejutan terbesar.

Kesimpulan

Gagasan bahwaBumi mungkin terjebak di dalam kekosongan raksasa di luar angkasalebih dari sekadar teori yang menarik — ini bisa menulis ulang apa yang kita ketahui tentang Alam Semesta itu sendiri. Dengan menggabungkan gema dari Big Bang, pengamatan lokal, dan simulasi mutakhir, para ilmuwan mulai melihat kosmos dalam cahaya baru.

Apakah teori kekosongan ternyata benar atau tidak, satu hal yang jelas: kita baru mulai memahami desain besar Alam Semesta, dan jawabannya mungkin lebih mengejutkan daripada yang pernah kita bayangkan.

FAQ

Q1: Apa itu kekosongan kosmik?
Kekosongan kosmik adalah wilayah di luar angkasa yang mengandung jauh lebih sedikit galaksi dan materi daripada rata-rata. Area ini bisa ratusan juta tahun cahaya lebarnya.

Q2: Bagaimana Bumi bisa berada dalam kekosongan tanpa kita menyadarinya?
Kita masih melihat bintang dan galaksi di dekatnya, tetapi dalam skala besar, kepadatannya mungkin lebih rendah daripada di wilayah lain — sesuatu yang hanya kita perhatikan dengan mengukur pola galaksi dan tingkat ekspansi.

Q3: Apa itu Ketegangan Hubble?
Ini adalah ketidaksepakatan besar antara dua cara mengukur kecepatan ekspansi Alam Semesta. Satu melihat galaksi yang jauh; yang lain melihat galaksi yang dekat. Mereka tidak cocok.

Q4: Bagaimana teori kekosongan menyelesaikan Ketegangan Hubble?
Jika kita berada di wilayah dengan kepadatan rendah, galaksi lokal akan tampak bergerak lebih cepat dari rata-rata, mempengaruhi pengukuran dan berpotensi menyelesaikan ketidakcocokan.

Q5: Apakah ini berarti Bumi berada di tempat istimewa di Alam Semesta?
Mungkin. Itu akan menantang gagasan kunci dalam kosmologi — bahwa kita tidak menempati lokasi yang unik. Namun, sains mengikuti bukti, bukan asumsi.

Q6: Bisakah kekosongan mempengaruhi kehidupan atau tata surya kita?
Tidak. Kekosongan berada pada skala yang sangat besar sehingga tidak mempengaruhi gravitasi atau fisika pada skala planet atau tata surya.

Q7: Apakah ada cara untuk membuktikan bahwa kita berada di dalam kekosongan?
Ya — para ilmuwan menggunakan pengukuran yang lebih tepat dari pengelompokan galaksi dan cahaya untuk menguji gagasan ini. Teleskop luar angkasa di masa depan mungkin dapat membantu mengonfirmasinya.

Q8: Di mana saya bisa belajar lebih banyak tentang ini?
Langkah awal yang baik adalah memeriksa rilis Pertemuan Astronomi Nasional atau membaca studi yang ditinjau sejawat tentang osilasi akustik baryon dan struktur kosmik.