Astronom Menjelajahi Fisika Berbeda pada Simulasi Klon Galaksi Bima Sakti
Bagaimana cara mencari zat yang tidak memancarkan cahaya apa pun, tetapi memiliki pengaruh gravitasi yang membentuk galaksi? Itulah tantangan yang dihadapi para peneliti saat mencoba menemukan dan menjelaskan zat misterius yang disebut materi gelap. Mereka berhadapan dengan 'sesuatu' yang tak terlihat yang tampaknya menyusun sebagian besar materi di alam semesta.
Kosmolog Gluscevic dan astronom Ethan Nadler telah menemukan cara untuk menguji gagasan tentang materi gelap dengan membuat simulasi superkomputer dari Galaksi Bima Sakti. Proyek mereka disebut 'Cosmological Zoom-in Simulations with Initial Conditions Beyond Cold Dark Matter' atau disingkat COZMIC. Mereka menerapkan apa yang mereka sebut 'fisika baru' pada klon Bima Sakti yang disimulasikan dan menggunakan superkomputer untuk membuat model Bima Sakti yang berbeda dari yang kita kenal saat ini.
"Kami ingin mengukur massa dan sifat kuantum lainnya dari partikel-partikel ini, dan kami ingin mengukur bagaimana mereka berinteraksi dengan segala sesuatu yang lain," kata Gluscevic. "Dengan COZMIC, untuk pertama kalinya, kami dapat mensimulasikan galaksi seperti galaksi kita sendiri di bawah hukum fisika yang sangat berbeda — dan menguji hukum-hukum itu terhadap pengamatan astronomi nyata."
Penemuan materi gelap pada awal abad ke-20 adalah salah satu perkembangan yang mengubah cara astronom memandang pembentukan dan evolusi galaksi. Materi gelap tidak dapat dilihat, disentuh, atau memantulkan atau memancarkan radiasi apa pun.
Satu-satunya cara para ilmuwan mengetahui keberadaannya adalah melalui pengaruh gravitasinya pada benda-benda di sekitarnya. Tarikan gravitasi materi gelap pada galaksi memengaruhi bentuk dan gerakan mereka melalui ruang angkasa. Astronom Fritz Zwicky pertama kali menyarankan keberadaan sesuatu yang gelap dan tak terlihat yang memengaruhi galaksi.
Kemudian, astronom Vera Rubin dan timnya mengukur efek ini pada berbagai galaksi, yang mengarah pada konfirmasi keberadaan materi gelap. Saat ini, astronom dapat mengamati efek materi gelap tidak hanya pada galaksi, tetapi juga pada gugusannya, dan bahkan pada struktur skala besar alam semesta. Namun, mereka masih belum tahu apa sebenarnya materi gelap itu.
Ada beberapa teori tentangnya dan perannya di alam semesta, termasuk 'materi gelap dingin' yang dihipotesiskan memainkan peran dalam evolusi kosmik. Proyek COZMIC memungkinkan astronom dan kosmolog mempelajari bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi di alam semesta dengan banyak materi gelap. Klon Bima Sakti memungkinkan para ilmuwan untuk memodifikasi parameter dan melihat jenis galaksi apa yang terbentuk di alam semesta dengan konfigurasi materi gelap yang berbeda.
Tim COZMIC mempelajari berbagai jenis perilaku materi gelap dengan sedikit menyesuaikan hukum fisika. Dalam satu skenario, disebut model Biliar, setiap partikel materi gelap bertabrakan dengan proton di alam semesta awal, menghapus keberadaan galaksi satelit. Skenario lain menguji kemungkinan partikel materi gelap berinteraksi dengan materi normal, sementara yang ketiga memodelkan partikel materi gelap yang berinteraksi dengan dirinya sendiri sepanjang sejarah kosmik.
"Banyak simulasi sebelumnya telah mengeksplorasi efek massa materi gelap atau interaksi diri," jelas Gluscevic. "Tetapi hingga sekarang, tidak ada yang mensimulasikan interaksi materi gelap dengan materi normal. Interaksi semacam itu tidak eksotis atau tidak masuk akal.
Faktanya, mereka kemungkinan besar ada."
Langkah selanjutnya adalah membandingkan simulasi ini dengan gambar dari observatorium yang ada dan yang akan datang. Perbandingan ini akan memberikan wawasan baru tentang bagaimana materi gelap berperan dalam menciptakan alam semesta yang kita kenal saat ini. "Kami akhirnya bisa bertanya, 'Versi alam semesta mana yang paling mirip dengan kita?'" kata Gluscevic.
✍️ Diposting oleh KuroNews
0 Komentar