Sains
Teleskop James Webb Mempertegas Paradox Perluasan Alam Semesta dari Hubble
ANTARIKSA -- Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) telah memeriksa ulang pekerjaan pendahulunya, Teleskop Luar Angkasa Hubble. Pengukuran Hubble terhadap laju ekspansi alam semesta semakin meningkatkan apa yang disebut ketegangan Hubble.
Sederhananya, pengukuran laju ekspansi alam semesta, yang ditentukan oleh properti yang disebut konstanta Hubble, tidak bisa dijumlahkan. Bagaimana ceritanya? berikut persoalannya...
Di satu sisi, pengamatan terhadap radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), yang mirip dengan gambaran bayi kosmos 379.000 tahun setelah Big Bang, mengatakan alam semesta saat ini mengembang dengan kecepatan sekitar 67,8 kilometer per detik per megaparsec. Artinya, setiap volume ruang yang berukuran satu juta parsec (3,26 juta tahun cahaya) akan mengembang dengan kecepatan 67,8 kilometer setiap detik.
Di sisi lain, cara alternatif pengukuran perluasan alam semesta adalah dengan menaiki tangga jarak kosmik, di mana setiap anak tangga dibentuk oleh tonggak astrofisika yang berbeda, seperti bintang variabel Cepheid dan supernova (ledakan bintang neutron) Tipe Ia. Seberapa terang objek-objek itu bisa memberi tahu jaraknya, yang kemudian dibandingkan dengan nilai pergeseran merahnya untuk menentukan besaran perluasan alam semesta selama cahayanya sampai ke kita.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Baca Juga: Bintang Raksasa Merah, Betelgeuse Diduga Memanipulasi Kecepatannya
Namun masalahnya, metode kedua itu memberikan nilai konstanta Hubble yang sangat berbeda, yaitu sekitar 73,2 kilometer per detik per megaparsec. Paradoks yang tampak antara kedua pengukuran inilah yang oleh para kosmolog disebut sebagai ketegangan Hubble. Tidak ada yang tahu apa penyebabnya, namun beberapa hipotesis memerlukan ilmu fisika baru untuk menjelaskan kontradiksi yang tampak.
Salah satu penjelasan yang memungkinkan adalah adanya kesalahan pengukuran pada anak tangga terbawah tangga jarak kosmik, yang merupakan tempat variabel Cepheid. Itu adalah bintang-bintang dengan luminositas yang berfluktuasi seiring dengan masuk dan keluarnya mereka.
Semakin lama periode denyut antara momen luminositas maksimum, semakin besar luminositas maksimumnya. Hubungan antara periode dan luminositas itu memungkinkan ilmuwan menghitung jaraknya ke Bumi secara akurat.
Periode denyut dapat diukur untuk menghitung luminositas maksimum. Sementara, seberapa terang variabel Cepheid di langit bisa menentukan seberapa jauh jaraknya. Namun, itu bukanlah metode yang mudah dilakukan.
Teleskop Luar Angkasa Hubble mampu mengamati variabel Cepheid di galaksi-galaksi jauh. Namun semakin jauh jaraknya, semakin sulit pula variabel tersebut dibedakan dari bintang-bintang lain yang berkerumun di sekitarnya.
Baca Juga: Teleskop James Webb Temukan Bintang Neutron Termuda, Usianya Baru 37 Tahun!
Karena itu, terdapat kekhawatiran bintang-bintang yang berdekatan dengan variabel Cepheid di galaksi jauh akan menambah nilai kecerahan Cepheid, sehingga menciptakan kesalahan yang tidak terlihat dan sistematis dalam pengukuran. Debu antarbintang juga bisa memengaruhi kecerahan variabel Cepheid, meredupkannya dari sudut pandang kita di Bumi.
Di sinilah pengukuran baru oleh Teleskop James Webb itu penting. Pengukuran Webb terhadap lima galaksi yang menampung lebih dari seribu variabel Cepheid telah mengesampingkan kemungkinan kesalahan tersebut.
Penglihatan inframerah James Webb mampu menembus debu antarbintang, sementara resolusinya yang lebih besar mampu menyelesaikan variabel Cepheid dengan jelas sehingga menonjol dari yang lain. Dari pengukuran teleskop Webb tersebut, para astronom yang dipimpin Adam Riess dari Universitas Johns Hopkins menyimpulkan, pengukuran asli Hubble memang tepat.
“Kami telah meneliti keseluruhan pengamatan Hubble dan kami dapat mengesampingkan kesalahan pengukuran sebagai penyebab ketegangan Hubble dengan keyakinan yang sangat tinggi,” kata Riess dalam sebuah pernyataan. Hasil tim peneliti tersebut telah dipublikasikan di The Astrophysical Journal Letters pada pada 6 Februari 2024.
Galaksi terjauh dari lima galaksi yang diamati teleskop Webb adalah NGC 5468 yang berjarak 130 juta tahun cahaya dari Bumi. Galaksi itu menjadi rumah bagi total delapan supernova Tipe Ia selama beberapa dekade terakhir.
Baca Juga: Temuan Langka Teleskop Webb, Dua Planet Mengorbit Bangkai Bintang
Supernova itu memiliki kurva luminositas yang dapat distandarisasi, dan membentuk anak tangga berikutnya pada tangga jarak kosmik di atas Cepheids. Karena anak tangga sebelumnya diperlukan untuk mengkalibrasi anak tangga berikutnya, pengamatan Webb terhadap variabel Cepheid membuat pengukuran jarak menggunakan supernova Tipe Ia menjadi lebih akurat. Sebab, supernova itu cukup terang walaupun dilihat di galaksi yang lebih jauh daripada Cepheid.
Pengamatan itu juga memberi tahu para ilmuwan bahwa ada kontradiksi dalam berbagai pengukuran konstanta Hubble. “Dengan dihilangkannya kesalahan pengukuran, yang tersisa adalah kemungkinan nyata dan menarik bahwa kita telah salah memahami alam semesta,” kata Riess. Ya, ketegangan Hubble tetap tidak terjawab. Sumber: Space.com
Ikuti Ulasan-Ulasan Menarik Lainnya dari Penulis Klik di Sini
