BAGIKAN
Billy Huynh / Unsplash

Sebuah tim peneliti internasional menemukan bahwa riak dalam lengkung ruang-waktu yang disebut gelombang gravitasi dapat membuktikan sebuah teori bahwa kehidupan telah terselamatkan dari Big Bang. Karena, sebuah fase transisi yang memungkinkan partikel neutrino untuk merombak materi dan anti-materi.

Menurut teori Big Bang, materi dan anti-materi diciptakan dengan jumlah yang sama. Jika tetap keadaanya seperti itu, pertemuan antara materi dan anti-materi pada akhirnya akan saling memusnahkan, yang akan mengakibatkan pada kehancuran secara total dan Semesta pun tidak jadi tercipta. Materi dan anti-materi akan saling meniadakan jika keduanya dipertemukan.

Tetapi kenyataannya, keberadaan kita saat ini bertentangan dengan teori tersebut. Untuk terhindar dari kehancuran totalnya, Semesta dipastikan telah mengubah sejumlah kecil anti-materi menjadi materi, yang menciptakan ketidakseimbangan di antara keduanya. Ketidakseimbangan yang dibutuhkan hanya sepermiliarnya saja. Tapi itu pun tetap menjadi misteri, kapan dan bagaimana ketidakseimbangan itu terjadi.



“Alam Semesta menjadi buram ketika kita melihat ke belakang ke sekitar satu juta tahun setelah kelahirannya. Ini membuat pertanyaan mendasar tentang ‘mengapa kita ada di sini?’ sulit untuk dijawab,” kata rekan penulis makalah Jeff Dror, dari Universitas California, Berkeley, dan peneliti fisika di Lawrence Berkeley National Laboratory.

Karena materi dan anti-materi memiliki muatan listrik yang berlawanan, keduanya tidak dapat saling mengarah, kecuali jika listriknya netral. Neutrino adalah satu-satunya partikel materi dengan muatan listrik netral yang kita tahu. Sebuah teori yang didukung oleh banyak peneliti adalah, bahwa Semesta mengalami sebuah fase transisi sehingga neutrino dapat merombak materi dan anti-materi.

“Sebuah fase transisi seperti air mendidih menjadi uap, atau air mendingin menjadi es. Perilaku materi berubah pada suhu tertentu yang disebut suhu kritis. Ketika logam tertentu didinginkan hingga ke suhu terendah, ia kehilangan resistansi listrik sepenuhnya oleh sebuah fase transisi, menjadi superkonduktor. Ini adalah dasar dari Magnetic Resonance Imaging (MRI) untuk diagnosis kanker atau teknologi maglev yang membuat sebuah kereta melayang sehingga dapat berjalan dengan kecepatan 300 mil per jam tanpa menyebabkan pusing. Seperti halnya superkonduktor, sebuah fase transisi pada awal Semesta mungkin telah menciptakan tabung medan magnet yang sangat tipis yang disebut string kosmik,” jelas rekan penulis makalah Hitoshi Murayama, dari University of California, Berkeley dan ilmuwan fakultas senior di Lawrence Berkeley National Laboratory.

Inflasi memperluas mikroskopis Semesta awal ke ukuran makroskopis dan mengubah energi kosmik menjadi materi. Namun, mungkin itu menciptakan jumlah materi yang sama dengan anti-materi yang diprediksi memusnahkan keseluruhan alam semesta. Para penulis membahas kemungkinan bahwa sebuah fase transisi setelah inflasi menyebabkan ketidakseimbangan kecil antara jumlah materi dan anti-materi, sehingga beberapa materi dapat bertahan dalam penghancuran yang hampir seutuhnya. Sebuah fase transisi seperti itu cenderung mengarah pada jaringan benda-benda mirip “karet gelang” yang disebut string kosmik, yang akan menghasilkan riak ruang-waktu yang dikenal sebagai gelombang gravitasi. Gelombang-gelombang yang menyebar ini dapat melewati Alam Semesta yang panas dan padat dan mencapai kita hari ini, 13,8 miliar tahun setelah fase transisinya. Gelombang gravitasi seperti itu kemungkinan besar dapat ditemukan dengan eksperimen saat ini dan di masa depan.



Dror dan Murayama adalah bagian dari tim peneliti dari Jepang, AS, dan Kanada yang percaya bahwa string kosmik kemudian mencoba untuk menyederhanakan diri mereka sendiri, yang mengarah ke goyangan kecil ruang-waktu yang disebut gelombang gravitasi.

“Penemuan gelombang gravitasi baru-baru ini membuka peluang baru untuk melihat lebih jauh ke masa lalu, karena Semesta transparan terhadap gravitasi sepanjang perjalanannya kembali ke awal permulaannya. Ketika Semesta mungkin satu hingga empat triliun kali lebih panas dari pada Tempat terpanas di Semesta hari ini, neutrino cenderung berperilaku seperti yang kita butuhkan untuk memastikan kelangsungan hidup kita. Kami juga menunjukkan bahwa neutrino mungkin meninggalkan jejak berupa latar belakang riak gravitasi yang dapat dideteksi untuk memberi tahu kita,” kata rekan penulis Graham White, dari TRIUMF.

“String kosmik dulu populer sebagai cara menciptakan variasi kecil dalam kepadatan massa yang akhirnya menjadi bintang dan galaksi, tetapi mati karena data baru-baru ini mengecualikan ide ini. Sekarang dengan pekerjaan kami, idenya kembali karena alasan yang berbeda. Ini adalah menarik! ” kata Takashi Hiramatsu, dari University of Tokyo.

“Gelombang gravitasi dari string kosmik memiliki spektrum yang sangat berbeda dari sumber astrofisika seperti penggabungan lubang hitam. Sangat masuk akal bahwa kita akan benar-benar yakin bahwa sumbernya adalah string kosmik,” kata Kazunori Kohri, dari High Energy Accelerator Research Organization di Jepang.

“Akan sangat menarik mengetahui mengapa kita ada,” kata Murayama. “Ini adalah pertanyaan pamungkas dalam sains.”

Makalah ini telah diterbitkan di Physical Review Letters.