Sains

Ilmuwan Menduga Manusia Hidup Dalam Sebuah Gelembung Raksasa di Luar Angkasa

Skenario itu didasarkan perhitungan matematis sekelompok ilmuwan. Bumi, galaksi Bima Sakti, dan semua galaksi lainnya sesungguhnya terkukung dalam sebuah gelembung kosong.
11 Maret 2020, 7:49am
Ilmuwan Menduga Manusia Hidup Dalam Sebuah Gelembung Raksasa di Luar Angkasa
Sumber ilustrasi gelembung raksasa di alam semesta dari perhitungan yayasan Smish-Birge-Thompson/EyeEm via Getty Images. Flickr/NASA. Kolase oleh Jordan Pearson  

Dari sudut pandang kita sebagai makhluk Bumi, alam semesta terasa seperti ruang yang tenang dan statis. Tapi hasil observasi astronomi dalam satu abad terakhir menunjukkan bahwa alam semesta—atau apapun yang menjadi wadah besar kehidupan kita ini—ternyata terus bertambah besar secara misterius.

Tidak hanya alam semesta terus mengembang—fakta yang sudah cukup membuat kita takjub—tapi ilmuwan juga kesulitan memberi perkiraan seberapa cepat tingkat pengembangan batas-batas kosmik dunia yang kita tinggali sekarang.

Angka tingkat pengembangan alam semesta ini dikenal sebagai Hubble constant (H0), diberi nama seperti ahli astronomi Edwin Hubble. Para ilmuwan menduga angka ini dipengaruhi oleh fenomena misterius materi gelap dan energi.

Misalnya, data yang diperoleh dari satelit European Space Agency’s Planck mencatat H0 di angka 67.4 kilometer/detik untuk setiap parsec (satu parsec itu ekuivalen dengan 3.26 tahun cahaya). Hasil ini didapat berdasarkan pengukuran latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), bentuk cahaya yang bisa diukur di alam semesta.Tapi ketika ilmuwan menggunakan pengukuran supernova yang lebih baru dibanding CMB, hasilnya lebih tinggi lagi: 73.5 kilometer/detik.

Jadi sebetulnya, apa yang terjadi dengan alam semesta?

Satu jawaban spekulatif adalah bahwa kita manusia sesungguhnya hidup di dalam sebuah "gelembung Hubble", semacam ruang besar di luar angkasa yang tidak sepadat area lainnya di alam semesta. Ini menurut Lucas Lombriser, seorang ahli teori fisika di University of Geneva.

Hipotesa ini sudah muncul lebih dari dua dekade lalu, tapi Lombriser meneruskan hasil penelitian sebelumnya dengan cara membatasi dimensi dan karakteristik gelembung dugaan ini di sebuah makalah yang terbit dalam Jurnal Physics Letters B edisi April 2020.

Lombriser berargumen bahwa kita tidak perlu menemukan teori fisika baru untuk menjelaskan perbedaan kedua angka Hubble constant tersebut. Perbedaannya mungkin disebabkan dari estimasi berlebihan perihal tingkat kepadatan ruang yang kita tinggali di alam semesta dibanding tingkat kepadatan kosmik rata-rata materi.

"Kita tahu bahwa alam semesta tidak bersifat homogenis," kata Lombriser saat dihubungi Motherboard via email. "Kepadatan partikel di tanah, di atmosfer, atau di ruang antara Planet Bumi dan Bulan/Matahari sangat jauh berbeda."

Bahkan dalam skala yang jauh lebih besar, variasi tingkat kepadatan ini masih bisa terjadi. Dalam makalahnya, Lombriser menawarkan teori bahwa kita menempati area yang tergolong kosong seluas radius 40 megaparsec (kurang lebih 125 juta tahun cahaya) atau berdiameter total 250 juta tahun cahaya.

"Kita tidak butuh apapun yang spesial untuk bisa membuktikan adanya area dengan tingkat kepadatan lebih rendah seperti dalam makalah saya," ujar Lombriser. "Area seperti itu secara relatif banyak ditemui di kosmos berdasarkan teori standar kosmologi."

Apabila gelembung yang dimaksud mengandung setengah materi dari tingkat rata-rata kosmik, itu bisa menjelaskan kenapa kita terus mendapatkan hasil Hubble constant yang berbeda-beda. Ilmuwan telah menghitung jarak ke supernova untuk mendapatkan estimasi tingkat pengembangan alam semesta, tapi angka tersebut mungkin mengalami distorsi apabila kita melakukan estimasi berlebihan perihal banyaknya materi di sekitar kita.

Mengingat angka yang didapat oleh satelit Planck didasarkan atas observasi dari CMB, yang merupakan sumber radiasi yang purba, maka hasil perhitungan tingkat pengembangan alam semestanya lebih bisa dipercaya.

Tentu ini semua masih hipotesis, dan diperlukan lebih banyak model dan observasi untuk menentukan apakah distribusi tidak berimbang dari materi yang tersebar di alam semesta bisa menjelaskan perbedaan besar di antara berbagai hasil perhitungan constant Hubble.

Lebih lagi, Lombriser optimis bahwa bidang bidang-bidang baru seperti astronomi gelombang gravitasi, yang meneliti riak fabrik ruang dan waktu, bisa membantu menjawab misteri ini. Khususnya, dia tertarik dengan insiden macam GW170817, sebuah gelombang gravitasi yang dideteksi pada 8 Agustus 2017, yang diciptakan oleh benturan bintang neutron. Ilmuwan melacak sinyal gelombang tersebut ke sebuah galaksi yang disebut NGC 4993, dan berhasil menangkap cahaya dari benturan tersebut.

"Perhitungan ini membuat kami tidak hanya bisa mengukur jarak ke insiden tersebut, tapi juga redshiftnya, yang artinya kami bisa menggunakannya sebagai ‘Siren Standar’ yang mengukur tingkat pengembangan kosmos," ujar Lombriser.

“Sejauh ini, GW170817 adalah satu-satunya Siren Standar kami,” tambahnya. “Emitor galaksi NGC 4993 berada di dalam gelembung lokal kita, maka dari itu, tingkat pengembangannya diperkirakan akan mendekati pengukuran lokal dibanding dengan hasil pengukuran global.”

Dengan kata lain, dia memprediksi bila gelombang gravitasi dari sumber dalam jarak radius 40 megaparsec dapat menghasilkan tingkat pengembangan yang serupa dengan yang dihitung berdasarkan jarak ke supernova. Ini berarti angka yang dihasilkan relatif hasil lingkungan lokal yang kosong.

Entah observasi baru apa yang muncul nanti, menyelesaikan perbedaan di antara dua perhitungan ini sangat penting untuk memahami kekuatan misterius di balik mengembangnya batas-batas alam semesta. Kabar baiknya, kita sekarang bisa melanjutkan teori-teori para ilmuwan abad 20, seperti Hubble dan Albert Einstein, menggunakan teknologi abad 21 seperti pendeteksi gelombang gravitasi dan teleskop ultra-sensitif.

"Lebih banyak observasi dan survei akan membantu tingkat akurasi berbagai perkiraan tersebut. Tapi pemahaman yang lebih baik akan distribusi materi gelap juga dibutuhkan," ujar Lombriser. "Dengan lebih banyak insiden gelombang gravitasi, kita seharusnya bisa mengurangi tingkat ketidakpastian dan mendapatkan pengukuran yang lebih akurat akan tingkat kepadatan area setempat."

Artikel ini pertama kali tayang di Motherboard