Selama beberapa dekade, materi gelap telah menjadi hantu yang paling sulit dipahami di alam semesta. Meskipun ia menyumbang 85% dari seluruh materi di kosmos, ia tetap tidak terlihat oleh teleskop kita, hanya dapat dideteksi oleh tarikan gravitasi yang diberikannya pada bintang dan galaksi yang dapat kita lihat.
Hingga saat ini, konsensus ilmiah yang berlaku adalah bahwa materi gelap bersifat “dingin”—artinya materi gelap bergerak lambat dan melewati dirinya sendiri serta partikel lain tanpa interaksi apa pun. Namun, sebuah studi baru menunjukkan model ini mungkin tidak lengkap. Para peneliti kini mengusulkan kandidat baru: Materi Gelap yang Berinteraksi Sendiri (SIDM).
Konsep: Alam Semesta yang “Menabrak”.
Perbedaan mendasar antara materi gelap standar dan SIDM terletak pada perilaku partikel. Dalam model tradisional, partikel materi gelap seperti hantu yang menembus dinding. Dalam model SIDM, mereka berperilaku lebih seperti ruangan penuh sesak yang berisi orang-orang yang terus-menerus saling bertabrakan.
Menurut penelitian yang dipimpin oleh Hai-Bo Yu, tabrakan ini memungkinkan partikel materi gelap bertukar energi. Proses ini dapat memicu fenomena yang dikenal sebagai “keruntuhan gravotermal”, di mana partikel materi gelap menggumpal membentuk inti yang sangat padat dan kompak. Inti-inti ini bisa berukuran sangat besar—kira-kira satu juta kali massa Matahari kita.
Memecahkan Tiga Teka-teki Kosmik
Apa yang membuat teori ini sangat menarik adalah kemampuannya untuk menjelaskan tiga anomali astronomi berbeda yang telah lama menentang model materi gelap standar “dingin”:
- Anomali Lensa Gravitasi: Para astronom telah mengamati objek ultra-padat di alam semesta jauh yang memperbesar cahaya dari galaksi jauh dengan cara yang tidak dapat dijelaskan oleh materi gelap standar.
- “Bekas Luka” Aliran Bintang GD-1: Di dalam Bima Sakti kita, aliran bintang yang dikenal sebagai GD-1 menunjukkan bukti “terkoyak” oleh benda padat dan tak terlihat, sehingga meninggalkan bekas luka struktural yang jelas.
- Gugus Bintang Fornax 6: Di galaksi satelit dekat Bima Sakti, terdapat gugus bintang rapat dan aneh yang disebut Fornax 6. Berdasarkan teori SIDM, gumpalan materi gelap yang padat dapat bertindak sebagai perangkap gravitasi, menarik bintang-bintang yang lewat ke dalam gugus yang padat dan saling terkait.
“Hal yang mengejutkan adalah bahwa mekanisme yang sama bekerja di tiga lingkungan yang sangat berbeda — di alam semesta yang jauh, di dalam galaksi kita, dan di galaksi satelit tetangga,” kata Profesor Yu.
Mengapa Ini Penting
Penelitian yang diterbitkan dalam Physical Review Letters ini menunjukkan potensi perubahan dalam cara kita memetakan arsitektur alam semesta. Jika materi gelap memang berinteraksi sendiri, itu berarti perancah alam semesta kita yang “tak terlihat” jauh lebih dinamis dan kompleks secara struktural daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Dengan menyediakan mekanisme tunggal—keruntuhan gravotermal—untuk menjelaskan fenomena pada skala dan lokasi yang sangat berbeda, SIDM menawarkan solusi terpadu terhadap permasalahan yang dulunya tampak tidak ada hubungannya.
Kesimpulan
Jika terbukti benar, model SIDM akan mengubah pemahaman kita tentang materi gelap dari keberadaan pasif dan hantu menjadi kekuatan aktif yang mampu membentuk struktur galaksi. Hal ini pada akhirnya dapat menjembatani kesenjangan antara model matematika kita dan realitas fisik aneh yang kita amati di angkasa luar.
