JIRIM GELAP MUNGKIN LEBIH TUA BERBANDING BIG BANG

Pautan ke artikel asal:

Universiti Johns Hopkins. (8 Ogos 2019). Dark matter may be older than the big bang, study suggests. Phys.org.
https://phys.org/news/2019-08-dark-older-big.html

Penterjemah: Alam Bahasa

Jirim gelap, yang mana para pengkaji mempercayai bahawa ia merangkumi sekitar 80% daripada jirim alam semesta, merupakan salah satu misteri paling sukar dijelaskan dalam fizik moden. Apa sebenarnya jirim ini dan bagaimana ia terbentuk masih menjadi suatu misteri, namun satu kajian terbaharu daripada Universiti Johns Hopkins telah mengemukakan pendapat bahawa jirim gelap berkemungkinan telah pun wujud terlebih dahulu sebelum Big Bang.

Kajian yang disiarkan pada 7 Ogos di Physics Review Letters telah membentang sebuah idea terbaharu tentang bagaimana jirim gelap ini lahir dan bagaimana untuk mengenalinya menerusi cerapan jasad samawi.

“Kajian menemui satu kaitan baharu antara zarah fizik moden dan astronomi. Jika jirim gelap mengandungi zarah-zarah baharu yang lahir sebelum Big Bang, maka mereka akan memberikan kesan kepada edaran galaksi di ruang angkasa melalui cara yang unik. Kaitan ini mungkin boleh digunakan untuk mendedahkan identiti jirim berkenaan dan membuat kesimpulan mengenai masa sebelum kejadian Big Bang,” kata Tommi Tenkanen, seorang profesor pasca-kedoktoran dalam jurusan Fizik dan Astronomi di Universiti John Hopkins merangkap jurutulis penyelidikan tersebut.

Walaupun tidak banyak yang dapat diketahui tentang asal-usulnya, pakar-pakar astronomi menunjukkan bahawa jirim gelap ini memainkan peranan penting dalam pembentukan galaksi dan gugusan-gugusan galaksi. Walaupun ianya tidak dapat dicerap secara langsung, namun para saintis mengetahui bahawa jirim gelap sememangnya wujud menerusi kesan grafitinya terhadap pergerakan jirim tampak dan pertaburannya di ruang angkasa.

Untuk tempoh yang agak lama, para penyelidik mempercayai bahawa jirim gelap merupakan sisa daripada Big Bang. Mereka telah lama mengkaji jirim gelap ini, namun selama ini kesemua uji-kaji yang dijalankan hanya menemui kegagalan.

“Jika jirim gelap benar-benar merupakan sisa tinggalan daripada Big Bang, maka dalam kebanyakan keadaan para penyelidik seharusnya dapat melihat isyarat langsung jirim gelap dalam pelbagai eksperimen zarah fizik selama ini,” kata Tenkanen.

Dengan menggunakan formula matematik baru lagi ringkas, kajian menunjukkan bahawa jirim gelap mungkin telah pun terhasil sejak sebelum Big Bang, pada zaman yang dikenali sebagai Pengembangan Kosmik iaitu semas ruang berkembang dengan begitu pantas. Pengembangan ruang yang pantas ini dipercayai membawa kepada terhasilnya pelbagai jenis zarah yang dikenali sebagai scalar. Setakat ini, hanya satu zarah scalar yang berjaya ditemui, iaitu Higgs Boson.

“Kami tidak tahu apakah itu jirim gelap, tetapi jika ia ada sebarang kaitan dengan mana-mana zarah scalar, maka ia berkemungkinan lebih tua berbanding Big Bang. Dengan senario formula matematik yang dikemukakan, kami tidak perlu mengandaikan jenis-jenis tindak-balas baharu antara jirim tampak dan jirim gelap melangkaui graviti yang mana kami telah pun mengetahui akan kemungkinan kewujudannya,” jelas Tenkanen.

Walaupun idea tentang jirim gelap wujud sebelum Big Bang ini bukanlah suatu idea baru, ahli-ahli teori lain tidak berupaya menghasilkan kira-kira yang sesuai untuk menyokong idea-idea tersebut. Kajian terbaharu ini menunjukkan bahawa para penyelidik selalu terlepas pantas kira-kira matematik teringkas bagi (mencari) asal-usul jirim gelap ini, katanya.

Kajian terbaru ini juga mengemukakan kaedah untuk menguji asal-usul jirim gelap dengan memerhatikan tanda-tanda yang ditinggalkan oleh jirim tersebut pada taburan jirim di ruang angkasa.

“Walaupun jenis jirim gelap ini terlalu elusive untuk ditemui dalam eksperimen-eksperimen (berkenaan) zarah, namun ia boleh menunjukkan kehadirannya menerusi pemerhatian-pemerhatian jasad samawi. Kelak kita akan dapat mengetahui dengan lebih lanjut tentang asal-usul jirim gelap apabila satelit Euclid dilancarkan pada tahun 2022. Kami sangat teruja untuk melihat apa yang akan dirungkai berkenaan jirim gelap ini, dan adakah penemuan tersebut dapat digunakan untuk mengintai (keadaan alam) pada masa-masa sebelum berlakunya Big Bang.”