Selama berabad-abad, manusia bertanya-tanya tentang bentuk alam semesta. Apakah ruang kosmos ini benar-benar datar, melengkung ke dalam seperti bola, atau melengkung ke luar seperti pelana? Pertanyaan ini bukan sekadar rasa ingin tahu belaka, jawaban darinya dapat menentukan nasib akhir seluruh alam semesta.
Studi terbaru dari Peng-Ju Wu dan Xin Zhang, yang dipublikasikan di Physical Review D tahun 2025, mencoba menjawab misteri ini dengan pendekatan baru: mengukur kelengkungan kosmik tanpa bergantung sepenuhnya pada radiasi latar gelombang mikro kosmik atau CMB (Cosmic Microwave Background). Hasilnya cukup mengejutkan, karena menunjukkan bahwa gambaran lama tentang alam semesta yang benar-benar datar mungkin tidak sepenuhnya benar.
Baca juga artikel tentang: Menembus Batas Berbicara: Penemuan Baru dalam Memahami Pengaruh Kerusakan Otak pada Kemampuan Berbicara dan Harapan untuk Terapi Baru
Apa Itu Kelengkungan Kosmik?
Kelengkungan kosmik adalah cara ilmuwan menggambarkan bentuk besar dari ruang-waktu. Secara sederhana, ada tiga kemungkinan utama:
- Datar (Flat)
Seperti selembar kertas. Jika Anda menarik garis lurus, maka garis itu tidak akan pernah bertemu kecuali Anda memaksanya. Model ini mendukung alam semesta yang terus mengembang selamanya. - Tertutup (Closed)
Seperti permukaan bola. Dua garis lurus yang sejajar pada akhirnya akan bertemu. Jika alam semesta tertutup, maka suatu hari ekspansinya akan berhenti dan berbalik, menyebabkan “keruntuhan besar” (Big Crunch). - Terbuka (Open)
Seperti pelana kuda. Garis sejajar akan semakin menjauh. Dalam model ini, alam semesta akan terus mengembang selamanya, tetapi dengan cara yang sangat berbeda dari alam semesta datar.
Kelengkungan kosmik ini dilambangkan dengan parameter ΩK. Jika nilainya 0, alam semesta datar. Nilai positif menandakan alam semesta terbuka, sedangkan nilai negatif menunjukkan alam semesta tertutup.
Mengapa Tidak Hanya Mengandalkan CMB?
Sejauh ini, pengukuran paling akurat tentang bentuk alam semesta berasal dari radiasi CMB, sisa panas dari ledakan Big Bang yang terjadi sekitar 13,8 miliar tahun lalu. Data dari satelit Planck mendukung bahwa alam semesta hampir datar.
Namun, ada masalah. CMB hanya memberikan gambaran kondisi alam semesta ketika usianya baru 380 ribu tahun, sangat muda dibandingkan dengan usianya sekarang. Mengandalkan CMB saja berarti kita mungkin melewatkan perubahan yang terjadi dalam miliaran tahun terakhir.
Wu dan Zhang memutuskan untuk menggunakan metode lain, yang mereka sebut non-CMB observations. Dengan begitu, mereka bisa mengecek apakah data masa kini sejalan dengan “foto bayi” alam semesta dari CMB.
Data Baru dari Alam Semesta
Dalam penelitian ini, tim menggunakan kombinasi beberapa jenis data terbaru:
- Baryon Acoustic Oscillations (BAO) dari proyek DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), yaitu pola gelombang besar dalam distribusi galaksi yang menjadi jejak dari suara kosmik di masa awal alam semesta.
- Supernova Tipe Ia, bintang meledak yang digunakan sebagai “lilin standar” untuk mengukur jarak kosmik.
- Cosmic Chronometers, yaitu pengukuran usia galaksi tua untuk memperkirakan kecepatan ekspansi alam semesta di berbagai zaman.
- Lensa Gravitasi Kuat (Strong Gravitational Lensing), fenomena ketika cahaya dari objek jauh dibelokkan oleh gravitasi galaksi besar di depannya, sehingga bisa digunakan untuk mengukur jarak dan waktu tempuh cahaya.
Dengan menggabungkan semua ini, Wu dan Zhang menemukan hasil yang cukup mengejutkan.
Hasil yang Mengejutkan: Alam Semesta Mungkin Tidak Datar
Ketika semua data digabungkan, hasilnya menunjukkan preferensi pada alam semesta yang terbuka (ΩK positif) dalam kerangka model standar ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter). Nilai yang mereka temukan adalah sekitar ΩK = 0,106 ± 0,056.
Artinya, kemungkinan alam semesta benar-benar datar tidak sekuat yang diperkirakan sebelumnya. Bahkan, ada perbedaan hingga 2,6 sigma dengan hasil dari Planck yang mendukung alam semesta tertutup. Dalam dunia kosmologi, perbedaan sebesar ini cukup signifikan dan menimbulkan tanda tanya besar.
Yang lebih menarik, ketika data “cosmic chronometer” dikeluarkan, preferensi terhadap alam semesta terbuka menjadi lebih kuat lagi, dengan nilai ΩK = 0,146 ± 0,060. Ini berarti hasil baru semakin bertentangan dengan model lama yang mendukung alam semesta datar.
Apa Artinya untuk Masa Depan Alam Semesta?
Jika alam semesta benar-benar terbuka, implikasinya sangat besar. Itu berarti ekspansi kosmos akan terus berlanjut tanpa henti, dan struktur-struktur kosmik akan semakin menjauh satu sama lain.
Di sisi lain, jika alam semesta datar atau tertutup, nasibnya bisa berbeda: melambat, berhenti, atau bahkan runtuh. Jadi, bentuk geometri ruang kosmik bukan hanya soal abstrak matematika, melainkan benar-benar menentukan masa depan segalanya.
Haruskah Kita Tinggalkan Model Standar Kosmologi?
Model kosmologi standar, ΛCDM, selama ini menjadi fondasi utama dalam fisika kosmos. Model ini berhasil menjelaskan banyak fenomena, mulai dari pembentukan struktur galaksi hingga distribusi radiasi CMB.
Namun, Wu dan Zhang menegaskan bahwa hasil baru ini mungkin menunjukkan bahwa ΛCDM tidak sepenuhnya sempurna. Model non-flat atau “alam semesta tidak datar” justru lebih cocok dengan data pengamatan terbaru.
Meski begitu, para ilmuwan tetap berhati-hati. Hasil ini belum berarti bahwa model lama salah total, melainkan ada kemungkinan kita perlu memperbaruinya atau menambahkan faktor baru yang belum dipertimbangkan.
Penelitian Wu dan Zhang membuka kembali perdebatan klasik tentang bentuk alam semesta. Apakah kosmos benar-benar datar seperti yang selama ini diyakini, atau justru terbuka dan terus mengembang tanpa batas?
Jawaban pasti masih menunggu penelitian lanjutan. Namun, yang jelas, kita sedang memasuki era baru kosmologi di mana data dari instrumen-instrumen modern seperti DESI, supernova, dan lensa gravitasi memberi kita pandangan lebih segar dibandingkan sekadar bergantung pada CMB.
Jika benar alam semesta tidak datar, maka sains harus menulis ulang sebagian besar buku kosmologi modern. Dan itu, bagi ilmuwan, adalah kabar yang sangat menggairahkan.
Baca juga artikel tentang: Kamera 3,2 Gigapiksel di Teleskop Rubin: Tonggak Baru dalam Observasi Alam Semesta
REFERENSI:
Wu, Peng-Ju & Zhang, Xin. 2025. Measuring cosmic curvature with non-CMB observations. Physical Review D 112 (6), 063514.
