Gravitasi terbalik? Pahami kekuatan "kekosongan" yang mendorong Bima Sakti

Galaksi kita didorong oleh kekuatan misterius yang disebut repulsor dipolar atau repulsor bipolar. Ini adalah area yang terletak pada jarak 220 megaparsec (lebih dari 700 juta tahun cahaya) dari Bima Sakti, dan bertepatan dengan wilayah kekosongan, di mana tidak ada jumlah galaksi yang signifikan.

Ketika kita memikirkan alam semesta dalam skala besar, mungkin gambar yang muncul di benak sebagian besar waktu adalah salah satu galaksi yang bergabung, atau sekelompok kecil galaksi. Contohnya adalah Bima Sakti kita sendiri dengan beberapa galaksi satelit seperti Awan Magellan Besar dan Kecil.

Namun, ada banyak galaksi terdekat lainnya yang membentuk Grup Lokal kita, dengan Bima Sakti dan Andromeda yang berfungsi sebagai pusat gravitasi untuk lusinan galaksi kerdil. Grup Lokal, pada gilirannya, hanyalah salah satu dari banyak grup di Supercluster Laniakea.

Laniakea ("megalopolis kosmik" tempat kita tinggal) memiliki beberapa tetangga. Yang paling dekat dari ini adalah supercluster Shapley, dengan massa tak terbayangkan 50 (000 triliun triliun) kali Matahari, yang memberikan tarikan gravitasi yang luar biasa di sekitarnya.

Ilustrasi supercluster Laniakea, sebuah struktur dengan lebih dari 100 galaksi yang diwakili oleh titik-titik oranye (Gambar: Playback/Tsaghkyan/Wikimedia Commons)

Berkat Shapley, semua galaksi, termasuk Bima Sakti, bergerak menuju penarik ini. Ternyata dengan melihat gerakan megastruktur ini, para astronom menemukan penjelasan yang belum selesai: tarikan gravitasi Shapley tidak menjelaskan kecepatan Grup Lokal kita sebesar 631 km/s.

Yah, meskipun Bumi tampak sangat cepat, bergerak dengan kecepatan 30 km/s mengelilingi Matahari, kecepatan ini tidak seberapa dibandingkan dengan struktur besar. Tata Surya, misalnya, berputar di sekitar pusat Bima Sakti dengan kecepatan 230 km/s, yang masih kurang dari setengah kecepatan Grup Lokal.

Tetapi jika massa Shapley tidak cukup untuk menjelaskan kecepatan Grup Lokal, penjelasan apa yang bisa kita miliki? Supercluster lain di wilayah yang sama? Nah, menurut penulis sebuah penelitian yang diumumkan pada tahun 2017, sebagian dari gerakan ini disebabkan oleh wilayah yang berlawanan dengan Shapley, sebuah gaya tolak yang mendorong kita.

Gravitasi terbalik?

Jika semua daerah sama padatnya, tidak akan ada daya tarik preferensial, tetapi ada yang superpadat dan ada yang kurang padat. Oleh karena itu, ada kasus seperti dipol repulsor (Gambar: Playback/ESA/Hubble/NASA/Judy Schmidt)

Tampaknya tergoda untuk berasumsi bahwa gaya tolak ini adalah hasil dari beberapa jenis materi eksotis yang mampu menciptakan hal-hal seperti lubang cacing, tetapi kenyataannya sedikit kurang menarik. Gaya tolak hanyalah wilayah yang sangat luas dari ruang hampa galaksi, yaitu di mana tidak ada apa-apa. Anggap saja seperti lubang di adonan.

Ingatlah bahwa gravitasi tidak pernah menjijikkan, karena kita tidak pernah berhasil menemukan materi eksotis dalam jumlah seperti itu. Repulsor bipolar hanyalah ketiadaan massa di satu sisi wilayah tempat kita berada.

Bayangkan jika kita memiliki jumlah massa yang sama yang terdistribusi secara merata di semua tempat dan arah di alam semesta. Jika kita menambahkan massa ekstra pada jarak tertentu ke kiri, kita akan tertarik ke kiri, karena akan ada gaya tarik gravitasi yang lebih besar di sana. Tetapi bagaimana jika kita menghilangkan massa di sebelah kanan?

Hasilnya akan sama: kita akan ditarik ke kiri, karena sisi kanan tidak akan mampu menarik Grup Galaksi Rumah kita sekuat sisi kiri. Sekarang bayangkan jika kita mengambil semua massa dari wilayah yang luas di sebelah kanan. Kita akan memiliki gaya tarik-menarik terbesar di satu sisi dan tolakan di sisi lain, secara bersamaan.

Pemandangan dua dimensi dari wilayah superdense (merah) dan underdense (biru/hitam) di dekat kita (Gambar: Playback/Cosmic Flows Project/University of Hawaii)

Para ilmuwan telah menemukan bahwa kekosongan yang berdekatan dengan Grup Lokal kita bertanggung jawab untuk mempercepat kita menuju Supercluster Shapley, kurang lebih seolah-olah kita berada di dalam hamburger kosmik. Di satu sisi, kita ditarik oleh gravitasi Shapley, dan di sisi lain, kita ditarik ke arah yang sama.

Setelah ditemukan, para astronom memberi nama gaya dorong ini: repulsor dipol (atau repulsor bipolar). Seluruh kompleks ini, dari penarik Shapley hingga penolak (melalui Grup Lokal kami), mencakup hampir 1.700 miliar tahun cahaya.

Dalam kehampaan ini tidak ditemukan konsentrasi massa, bahkan jenis materi negatif apa pun (yang akan memiliki efek kebalikan dari gaya tarik gravitasi). Hal ini membuat para ilmuwan menyimpulkan bahwa gaya tolak-menolak terjadi justru karena tidak ada massa yang mengerahkan "tarikan" gravitasi.

Dapat dimengerti untuk berpikir bahwa ini semua terdengar terlalu aneh, tetapi itulah kesimpulan para peneliti yang dipimpin oleh Yehuda Hoffman pada tahun 2017. Dan tampaknya penolak dipol bukan satu-satunya: Tak lama setelah makalah itu diterbitkan, ilmuwan yang sama mengidentifikasi penolak lain kekuatan, penolak bintik-bintik dingin.

Nah, menarik untuk berpikir bahwa "gelembung" vakum di alam semesta sangat umum di antara filamen jaring kosmik yang besar. Ini berarti, seperti halnya jeda dalam musik yang merupakan elemen penting untuk komposisi, "celah" memainkan peran penting dalam pembentukan struktur ini.

Sumber: Alam dimulai dengan ledakan

Tommy Bank
Kami akan senang mendengar pendapat Anda

tinggalkan Balasan

TechnoBreak | Penawaran dan Ulasan
logo
Aktifkan pendaftaran di pengaturan - umum
Kereta Belanja