Sebuah tim peneliti telah mengusulkan cara baru untuk mencari materi gelap: dalam gangguan ruangwaktu itu sendiri. Tim tersebut meneliti data dari pengamatan ketiga Laser Interferometer Gravitational Observatory, atau LIGO, dan diterbitkan temuannya awal bulan ini di Surat Ulasan Fisik.
Materi gelap adalah istilah umum untuk materi yang keberadaannya dapat disimpulkan melalui interaksi gravitasinya dengan materi biasa, tetapi tidak terlihat. Materi gelap mencakup sekitar 27% dari kandungan massa-energi alam semesta, dan meskipun mencakup sebagian besar dari segala sesuatu, materi gelap terbukti sangat sulit diamati secara langsung. Artinya, para ilmuwan belum melakukannya. Sebaliknya, mereka hanya mengamati efek gravitasinya pada objek lain.
“Beberapa teori menunjukkan materi gelap berperilaku lebih seperti gelombang daripada partikel,” kata Alexandre Göttel, seorang fisikawan di Universitas Cardiff dan penulis utama penelitian ini, mengatakan pada Phys.org“Gelombang ini akan menyebabkan osilasi kecil pada materi normal, yang dapat dideteksi oleh detektor gelombang gravitasi.”
Detektor gelombang gravitasi seperti LIGO menggunakan interferometri untuk merasakan riak ruangwaktu yang disebabkan oleh gerakan dan interaksi objek masif seperti lubang hitam dan bintang neutron. LIGO pada dasarnya mengukur jarak yang ditempuh oleh laser bawah tanah; ketika gelombang gravitasi menyusutkan atau meregangkan ruangwaktu, para ilmuwan dapat melihat dalam data bahwa laser menempuh jarak yang sedikit lebih panjang atau lebih pendek dari sebelumnya, yang menunjukkan adanya gelombang gravitasi yang melewatinya.
Tim yang baru-baru ini meneliti boson ultraringan, yang merupakan salah satu bentuk materi gelap yang dihipotesiskan (bentuk lainnya termasuk aksioma dan foton gelap). Salah satu fitur unik materi gelap yang diteliti oleh tim tersebut adalah interaksinya yang lemah dengan materi dan cahaya, mirip dengan Partikel Masif yang Berinteraksi Lemah, atau WIMP, dan dapat membentuk formasi seperti awan yang memungkinkannya muncul dalam data detektor gelombang gravitasi.
“Pada tingkat atom, Anda dapat membayangkan medan materi gelap berfluktuasi bersamaan dengan medan elektromagnetik,” kata Göttel. “Osilasi medan materi gelap secara efektif mengubah konstanta fundamental, yaitu konstanta struktur halus dan massa elektron, yang mengatur interaksi elektromagnetik.”
Meskipun tim tersebut belum mendeteksi materi gelap secara langsung, mereka menetapkan batasan baru pada kekuatan interaksi materi tersebut dengan komponen LIGO. Pengukuran baru tim tersebut meningkatkan hasil kerja sebelumnya sebanyak 10.000 kali lipat dalam rentang frekuensi tertentu yang mereka uji.
Mungkin (baca: akan) butuh waktu lama sebelum para ilmuwan dapat secara langsung mendeteksi materi gelap untuk pertama kalinya, jadi ada baiknya mereka mencarinya di mana pun yang mereka bisa.
