Untuk pertama kalinya, para peneliti dari Universitas Bonn dan Strasbourg telah mensimulasikan pembentukan galaksi di alam semesta tanpa materi gelap. Untuk mereplikasi proses ini pada komputer, mereka memodifikasi hukum gravitasi Newton. Galaksi-galaksi yang diciptakan dalam perhitungan komputernya mirip dengan yang sebenarnya kita temui saat ini. Menurut para ilmuwan, asumsi mereka dapat memecahkan berbagai misteri kosmologi modern. Hasilnya diterbitkan dalam Journal Astrophysical.
Kosmologi saat ini menganggap bahwa materi tidak didistribusikan secara merata setelah peristiwa Big Bang. Berbagai tempat yang lebih padat, akan menarik lebih banyak materi dari lingkungan sekitarnya dikarenakan gaya gravitasinya yang lebih kuat. Selama beberapa miliar tahun, akumulasi gas-gas ini pada akhirnya akan membentuk berbagai galaksi yang kita lihat sekarang.
Unsur penting dari teori kosmologi ini adalah apa yang disebut dengan materi gelap. Bertanggung jawab atas distribusi awal materi yang tidak merata yang menyebabkan aglomerasi awan gas. Ini juga menjelaskan beberapa pengamatan yang membingungkan. Sebagai contoh, bintang-bintang yang berada di sebuah galaksi pada umumnya berputar dengan gerakan yang sangat cepat sehingga seharusnya akan membuatnya terpental. Tampaknya ada sumber gravitasi lain pada galaksi, yang telah menahan bintangnya, namun tidak bisa dilihat dengan teleskop sehingga dikenal dengan materi gelap.
Sampai saat ini, belum ada bukti langsung yang menunjukkan keberadaan dari materi gelap. “Mungkin gaya gravitasi itu sendiri berperilaku berbeda dari yang diperkirakan sebelumnya,” jelas Pavel Kroupa dari Universitas Bonn. Teori ini menyandang singkatan MOND (MOdified Newtonian Dynamics), ditemukan oleh seorang fisikawan asal Israel, Prof. Dr. Mordehai Milgrom. Menurut teori ini, daya tarik antara dua massa akan mematuhi hukum Newton hanya sampai titik tertentu. Di bawah akselerasi yang sangat rendah, seperti halnya galaksi, galaksi menjadi sangat kuat. Inilah sebabnya sebuah galaksi tidak terpencar meskipun rotasinya sangat cepat.
“Bekerjasama dengan Dr. Benoit Famaey di Strasbourg, kami sekarang telah mensimulasikan untuk pertama kalinya apakah galaksi-galaksi akan terbentuk di alam semesta MOND, dan jika demikian, seperti apa,” kata Nils Wittenburg dari Universitas Bonn. Untuk melakukan simulasi ini, ia menggunakan pemrograman komputer untuk perhitungan gravitasi kompleks yang telah dikembangkan di kelompok Kroupa. Karena dengan MOND, daya tarik objek tidak hanya bergantung pada massanya sendiri, tetapi juga pada apakah objek-objek lain berada di sekitarnya.
Para ilmuwan kemudian menggunakan perangkat lunak ini untuk mensimulasikan pembentukan bintang dan galaksi, mulai dari awan gas beberapa ratus ribu tahun setelah Big Bang. “Dalam banyak aspek, hasil kami sangat mirip dengan apa yang sebenarnya kami amati dengan teleskop,” jelas Kroupa. Sebagai contoh, distribusi dan kecepatan bintang-bintang di galaksi yang dihasilkan komputer mengikuti pola yang sama yang dapat dilihat di langit malam. “Selanjutnya, simulasi kami sebagian besar menghasilkan pembentukan galaksi cakram yang berputar seperti Bima Sakti dan hampir semua galaksi besar lainnya yang telah kita tahu,” kata ilmuwan. “Simulasi materi gelap, di sisi lain, sebagian besar menciptakan galaksi tanpa cakram materi yang berbeda — perbedaan dengan pengamatan yang sulit dijelaskan.”
Perhitungan berdasarkan keberadaan materi gelap juga sangat sensitif terhadap perubahan parameter tertentu, seperti frekuensi supernova dan pengaruhnya terhadap distribusi materi di galaksi. Namun, dalam simulasi MOND, faktor-faktor ini hampir tidak mempengaruhi.
Namun hasil yang baru-baru ini diterbitkan dari Bonn, Praha dan Strasbourg tidak sesuai dengan kenyataan di semua poin. “Simulasi kami hanya langkah pertama,” tegas Kroupa. Sebagai contoh, para ilmuwan sejauh ini hanya membuat asumsi yang sangat sederhana tentang distribusi awal materi dan kondisi di alam semesta yang masih muda. “Kita sekarang harus mengulangi perhitungan dan memasukkan faktor-faktor pengaruh yang lebih kompleks. Lalu kita akan melihat apakah teori MOND benar-benar menjelaskan realitas.”
