Apa yang sebenarnya membangun alam semesta? Ketika kita mengalihkan pandangan ke langit malam, kita melihat bintang berkilauan, galaksi yang berputar, dan nebula berwarna cerah yang mengambil jutaan tahun cahaya untuk dilihat. Namun sejak lama, para ilmuwan menyadari bahwa kepada kita hanya sekilas kecil dari keseluruhan realitas kosmik. Sebagian besar dari apa yang ada di alam semesta tak terlihat sama sekali — tersembunyi di luar jangkauan penglihatan langsung. Kini, sebuah peta kosmik baru yang luas berhasil menangkap jejak tak kasat mata itu, memberi petunjuk penting tentang dua misteri terbesar: materi gelap dan energi gelap.
Keseluruhan Alam Semesta: Apa yang Tak Kita Lihat Justru Dominan
Menurut pemahaman kosmologi modern, hanya sekitar 5% alam semesta yang berupa materi biasa — gas, debu, planet, bintang, dan galaksi yang dapat kita amati dengan teleskop. Sisanya mencapai hampir 95% terdiri dari materi gelap dan energi gelap, yang tidak memancarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya sehingga tidak langsung terlihat oleh instrumen optik maupun sinar-X dan radio.
Materi gelap (dark matter) adalah substansi yang tidak terlihat namun memiliki massa dan memberikan pengaruh gravitasi kuat. Ia bertindak seperti kerangka laten yang memegang struktur alam semesta, menarik galaksi dan gugusan galaksi sehingga tetap menyatu. Energi gelap (dark energy) di sisi lain, bekerja dalam skala kosmik yang lebih luas seperti sebuah daya pendorong yang menyebabkan alam semesta terus mengembang, bahkan semakin cepat.
Karena kedua komponen ini tidak memancarkan cahaya, para ilmuwan harus mengamati mereka melalui dampaknya terhadap materi yang dapat dilihat, seperti bagaimana lintasan cahaya bengkok ketika melewati ruang yang berisi massa besar — efek yang disebut gravitational lensing atau pelensaan gravitasi.
Membaca Jejak di Tanah Gelap
Bayangkan Anda berjalan melalui kabut tebal di malam hari: Anda tidak dapat melihat kabut itu sendiri, tetapi Anda bisa melihat bagaimana cahaya lampu senter terdistorsi oleh kabut tersebut. Begitu pula para astronom menggunakan fenomena pelensaan gravitasi untuk menandai keberadaan struktur tak terlihat di alam semesta.
Sebagai bagian dari proyek besar Dark Energy Survey (DES) yang dimulai pada 2013, para astronom menggunakan kamera sangat sensitif bernama Dark Energy Camera (DECam) yang terpasang di teleskop 4 meter di Observatorium Cerro Tololo di Chile. Kamera ini memotret jutaan galaksi di langit selatan dengan resolusi tinggi, mengumpulkan data tentang bentuk dan posisi mereka di ruang angkasa.
Dengan menganalisis jutaan bentuk galaksi tersebut, para peneliti bisa melihat pola-pola halus — distorsi yang muncul ketika cahaya galaksi belakang dibelokkan oleh massa di lorong kosmik yang tak terlihat. Pola distorsi itu adalah “jejak” dari materi gelap yang tersembunyi di wilayah antar galaksi.
Peta Baru, Pandangan Baru
Dalam studi terbaru yang dipublikasikan di The Open Journal of Astrophysics, tim peneliti dari Universitas Chicago memutuskan untuk melakukan sebuah pendekatan baru. Mereka tidak hanya menggunakan data yang awalnya dikumpulkan oleh DES, tetapi juga menggabungkan observasi tambahan yang tidak dirancang khusus untuk studi pelensaan gravitasi, sehingga cakupan galaksi yang dianalisis menjadi jauh lebih besar.
Dari data awal yang mencakup lebih dari 150 juta galaksi pada sekitar 5.000 derajat persegi langit — sekitar satu per delapan dari seluruh langit malam — tim kini hampir menggandakan jumlah galaksi yang dianalisis. Mereka mencakup wilayah eksternal yang sebelumnya tidak terkaji secara mendalam.
Ini bukan sekadar jumlah statistik. Dengan cakupan galaksi yang jauh lebih besar, peneliti bisa melihat lebih jauh dan jelas ke dalam struktur besar alam semesta — pola massa yang membentuk “kerangka” kosmik tak terlihat. Struktur ini membentang seperti jaring raksasa — sering disebut cosmic web — yang menopang galaksi di seluruh alam semesta.
Apa Arti Peta Ini bagi Kosmologi?
Peta semacam ini tidak hanya sekadar foto; mereka adalah tes dari teori kosmologi yang paling mapan, model yang dikenal sebagai Lambda-CDM (ΛCDM). Model ini menggambarkan alam semesta sebagai campuran dari materi biasa, materi gelap sebagai komponen dominan massa, dan energi gelap sebagai gaya pendorong perluasan ruang.
Salah satu manfaat utama dari peta tersebut adalah bahwa penelitian baru ini membantu menjawab salah satu pertanyaan paling mendalam dalam fisika modern: apakah teori-teori kita tentang materi gelap dan energi gelap sudah benar hingga detailnya?
Sebelumnya ada beberapa ketidaksesuaian antara pengukuran alam semesta awal (misalnya melalui radiasi latar mikro kosmik — cosmic microwave background) dan pengamatan struktur galaksi di alam semesta mendekati kita. Beberapa temuan terbaru dari studi pelensaan gravitasi ini mencoba menjembatani perbedaan tersebut — atau setidaknya mengevaluasi apakah teori yang ada memerlukan revisi besar.
Dengan dataset yang lebih lengkap, para ilmuwan melihat bahwa pertumbuhan struktur kosmik pada skala besar konsisten dengan prediksi umum model ΛCDM. Artinya, meskipun misteri materi gelap dan energi gelap tetap besar, teori yang ada masih bertahan sebagai penjelasan terbaik saat ini untuk fenomena ini.
Mengapa Ini Penting untuk Sains dan Umat Manusia?
Mungkin Anda bertanya: mengapa sebuah “peta tak terlihat” begitu penting bagi kita di Bumi? Jawabannya ada pada sifat fundamental dari pengetahuan ilmiah. Alam semesta terbesar yang pernah kita amati terhubung langsung dengan hukum fisika paling kecil yang mengatur partikel elementer. Dengan memahami bagaimana materi gelap dan energi gelap bekerja di kosmos, kita mendapatkan wawasan tentang:
- Struktur dan evolusi alam semesta — bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi dari awal Big Bang hingga sekarang.
- Hukum gravitasi dan teori fundamental fisika — apakah yang kita pahami dari gravitasi Einstein adalah gambaran lengkap atau perlu perluasan.
- Tantangan teori partikel modern — apa yang menjadi penyusun utama alam semesta jika sebagian besar dari itu tidak terlihat dengan instrumen biasa.
Penelitian semacam ini membuka kemungkinan jawaban revolusioner untuk pertanyaan paling tua manusia: mengapa alam semesta seperti ini? Dan meskipun kita belum sepenuhnya memahami materi gelap dan energi gelap, peta baru ini memberikan alat penting untuk mengevaluasi dan memperbaiki teori kita tentang kosmos.
Selanjutnya di Peta Kosmik
Ilmuwan terus bekerja untuk memperluas cakupan peta ini. Proyek-proyek masa depan seperti Vera C. Rubin Observatory dan misi luar angkasa seperti Euclid dari ESA diharapkan akan menambah jumlah galaksi yang bisa dianalisis serta memberi data dengan resolusi lebih tinggi. Ini akan memperkaya pandangan kita terhadap kerangka tak terlihat alam semesta.
Pada akhirnya, meskipun materi gelap dan energi gelap tetap menjadi salah satu teka-teki terbesar sains modern, kemajuan dalam pemetaan tak terlihat ini menunjukkan bahwa kunci untuk memahami alam semesta yang lebih luas mungkin terletak pada cara kita melihat yang tidak tampak sama sekali.
Daftar Referensi
SciTechDaily — Scientists Map the Invisible Universe, Revealing New Clues About Dark Matter and Dark Energy. SciTechDaily
Situs ITB — Dark Matter Day 31 Oktober 2025: Menyelami Sisi Gelap Alam Semesta. fi.itb.ac.idUNESA — Konsep ‘Dark Matter’ di Alam Semesta. pls.fip.unesa.ac.idNASA/Dark Matter overview — Dark Matter and Dark Energy Pose Deep Questions. NASA SciencePhys.org — Astrophysicists probe a new piece of the sky to study dark matter and dark energy. Phys.orgRutgers University — Galaxies Reveal Hidden Maps of Dark Matter. Rutgers UniversityMedia Indonesia — Studi Materi Gelap Tak Ada ... Menantang Model Kosmologi.