Para astrofisikawan baru-baru ini melaporkan bahwa mereka mungkin telah menemukan bukti tentang keberadaan ‘cosmic strings‘ atau yang sering disebut sebagai “retakan” di alam semesta. Istilah cosmic strings pertama kali diperkenalkan oleh ahli fisika teori Tom W. B. Kibble pada tahun 1970-an. Konsep ini mengacu pada struktur seperti tali yang sangat tipis tetapi sangat padat, yang diyakini terbentuk segera setelah alam semesta lahir melalui Big Bang. Cosmic strings, jika benar ada, dapat membantu menjelaskan beberapa misteri besar tentang pembentukan alam semesta.
Menurut laporan dari Popular Mechanics, sekelompok ilmuwan dari Indian Institute of Astrophysics mengklaim telah mengidentifikasi sebuah kandidat cosmic string yang mereka beri nama ‘CSc-1’. Penemuan ini dianggap sebagai langkah penting dalam penelitian kosmologi, dan hasilnya telah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah bergengsi, Bulletin de la Société Royale des Sciences de Liège.
Cosmic strings dianggap sebagai “retakan kosmik” karena mereka dipercaya terbentuk saat alam semesta yang masih muda mendingin dan mulai mengorganisir dirinya. Proses ini mirip dengan bagaimana retakan terbentuk di permukaan es saat air membeku. Namun, alih-alih hanya menjadi anomali visual, cosmic strings diyakini membawa energi yang sangat besar dan mungkin memengaruhi gravitasi di sekitarnya.
Jika keberadaannya dikonfirmasi, cosmic strings tidak hanya akan memperkuat teori tentang bagaimana alam semesta berkembang, tetapi juga membuka jalan bagi penelitian tentang energi gelap, materi gelap, dan fenomena lain yang belum sepenuhnya dipahami.
Penelitian ini berfokus pada objek-objek paling terang di alam semesta untuk mencari bukti keberadaan cosmic strings. Salah satu objek utama yang menjadi perhatian para ilmuwan adalah sepasang galaksi yang dikenal dengan nama SDSSJ110429.61+233150.3. Galaksi ini menarik perhatian karena tim peneliti mencurigai bahwa apa yang tampak seperti dua galaksi terpisah sebenarnya adalah satu galaksi yang “terbelah” akibat fenomena yang dikenal sebagai pelensaan gravitasi.
Pelensaan gravitasi adalah efek yang terjadi ketika cahaya dari objek yang sangat jauh, seperti galaksi atau bintang, dibelokkan oleh gravitasi benda masif yang berada di antara objek tersebut dan pengamat. Fenomena ini dihasilkan oleh teori relativitas umum Einstein, yang menjelaskan bahwa gravitasi bisa “melengkungkan” ruang-waktu. Dalam kasus ini, jika ada cosmic string yang melintas di antara galaksi tersebut dan Bumi, gravitasi yang dihasilkan oleh cosmic string dapat membelokkan cahaya, menciptakan ilusi visual yang membuat satu galaksi terlihat seperti dua.
Dengan mempelajari objek ini lebih dalam, para ilmuwan berharap bisa mengungkap jejak gravitasi cosmic string yang membelokkan cahaya. Penemuan ini tidak hanya akan menjadi bukti keberadaan cosmic strings tetapi juga memperdalam pemahaman kita tentang struktur besar alam semesta dan bagaimana energi serta materi tersebar di dalamnya.
Pelensaan gravitasi adalah fenomena yang terjadi ketika objek dengan massa sangat besar, seperti galaksi atau gugusan galaksi, menciptakan kelengkungan pada ruang-waktu di sekitarnya. Kelengkungan ini begitu kuat sehingga cahaya yang melewati area tersebut tidak lagi bergerak dalam garis lurus, melainkan terlihat “tertekuk,” mirip seperti efek optik yang dihasilkan oleh lensa kaca. Dalam konteks ini, objek masif yang menyebabkan cahaya melengkung disebut sebagai lensa gravitasi.
Efek pelensaan gravitasi dapat dijelaskan melalui teori relativitas umum Einstein, yang menyatakan bahwa massa besar dapat “melengkungkan” ruang-waktu. Cahaya, yang biasanya bergerak dalam lintasan lurus, akan mengikuti kelengkungan tersebut. Hasilnya, pengamat di Bumi dapat melihat fenomena unik, seperti satu objek yang terlihat terduplikasi atau bahkan membentuk pola melingkar yang disebut cincin Einstein.
Fenomena ini sangat penting dalam astronomi karena memungkinkan ilmuwan mempelajari benda-benda yang sangat jauh dan redup, yang sebaliknya sulit diamati. Lensa gravitasi bertindak seperti teleskop alami, memperbesar dan menerangi objek-objek di belakangnya. Selain itu, mempelajari pelensaan gravitasi membantu para ilmuwan memahami distribusi materi, termasuk materi gelap, yang tidak terlihat tetapi memengaruhi gravitasi di alam semesta. Fenomena ini juga menjadi alat untuk menguji keberadaan struktur kosmik teoretis seperti cosmic strings, yang dapat menciptakan pola pelensaan gravitasi unik jika benar-benar ada.
Dalam kasus ini, para peneliti mengusulkan hipotesis yang berbeda dari interpretasi pelensaan gravitasi tradisional. Mereka menduga bahwa fenomena ini mungkin berkaitan dengan keberadaan cosmic string, struktur hipotetis di alam semesta yang diyakini dapat membelokkan cahaya seperti pelensaan gravitasi.
Menurut makalah yang dipublikasikan, “Korelasi signifikan antara spektrum kedua komponen galaksi menunjukkan kemungkinan adanya sifat pelensaan gravitasi (GL) dalam pasangan tersebut. Simulasi data observasi kami di wilayah CSc-1 mengindikasikan bahwa banyak pasangan galaksi dapat dijelaskan oleh geometri kompleks yang dihasilkan oleh cosmic string (CS).” Tim peneliti juga melakukan simulasi terhadap pasangan galaksi SDSSJ110429, menunjukkan bahwa sudut di antara komponen pasangan ini dapat dijelaskan jika cosmic string berada dalam posisi yang sangat miring atau bahkan tertekuk dalam bidang gambar yang diamati. Dengan kata lain, struktur cosmic string dapat membelokkan cahaya dengan cara unik yang menghasilkan pola atau sudut yang tidak biasa pada gambar galaksi tersebut.
Penelitian ini menggambarkan bagaimana cosmic strings, jika memang ada, dapat menciptakan fenomena pelensaan gravitasi yang berbeda dari yang disebabkan oleh objek masif seperti galaksi. Simulasi ini memberikan pandangan baru tentang bagaimana struktur hipotetis seperti cosmic strings dapat memengaruhi cahaya dan membantu ilmuwan mempelajari struktur alam semesta yang lebih kompleks. Penemuan ini juga membuka peluang untuk memahami sifat fundamental ruang-waktu dan bagaimana fenomena kosmik langka ini dapat diidentifikasi melalui data astronomi.
Tim peneliti tetap bersikap hati-hati dalam menyampaikan temuan mereka terkait keberadaan cosmic string (CSc-1). Mereka menekankan bahwa bukti yang ada saat ini masih memerlukan pengujian dan analisis lebih lanjut untuk memastikan kebenarannya. Oleh karena itu, mereka merekomendasikan pengamatan mendalam terhadap wilayah CSc-1 menggunakan teleskop berkapasitas besar.
Salah satu teleskop yang diusulkan untuk penelitian lanjutan adalah Devasthal Optical Telescope, yang terletak di Nainital, India. Teleskop ini memiliki cermin utama dengan diameter 4 meter, yang memungkinkannya menangkap cahaya dari objek-objek yang sangat jauh dan redup di alam semesta. Dengan kemampuan seperti ini, teleskop tersebut dapat memberikan data yang lebih detail tentang pasangan galaksi SDSSJ110429 dan potensi jejak cosmic string di wilayah itu.
Pengamatan mendalam dengan teleskop seperti ini akan membantu para ilmuwan mengkonfirmasi apakah pola cahaya yang terlihat benar-benar disebabkan oleh cosmic string, atau hanya hasil dari pelensaan gravitasi tradisional yang disebabkan oleh objek masif lainnya. Penelitian ini sangat penting karena dapat memberikan bukti langsung tentang keberadaan struktur kosmik teoretis yang selama ini hanya diprediksi melalui model matematika. Jika terbukti, temuan ini tidak hanya akan memperdalam pemahaman kita tentang struktur alam semesta, tetapi juga membuka pintu untuk studi lebih lanjut tentang sifat dasar ruang-waktu.
REFERENSI:
Schmitz, Kai. 2024. Gravitational waves from low-scale cosmic strings. Phys. Rev. D 110, 063549 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.110.063549
Sousa, L. 2024. Cosmic strings and gravitational waves. Volume 56, article number 105 https://link.springer.com/article/10.1007/s10714-024-03293-x
