优游国际

KOMPAS.com - Temuan baru dari Teleskop Luar Angkasa James Webb ternyata bertentangan dengan teori tradisional tentang pembentukan galaksi awal, karena memperlihatkan galaksi yang besar dan terang, bukan struktur kecil dan redup yang tadinya diduga akan terlihat.

Pengamatan ini mendukung teori Modified Newtonian Dynamics (MOND), yang membantah peran materi gelap dan menyebutkan pembentukan galaksi di alam semesta awal secara lebih cepat. Tentu teori ini memberikan tantangan terhadap hipotesis materi gelap yang diterima secara luas saat ini.

Menantang Teori Pembentukan Galaksi Konvensional

Teori pembentukan galaksi yang berlaku menyebutkan bahwa pada awal terbentuknya alam semesta, galaksi berukuran kecil dan primitif. Galaksi-galaksi itu kemudian terkumpul karena bantuan dark matter atau materi gelap yang tak kasat mata. Karenanya saat meneropong dengan James Webb Space Telescope (JWST), para peneliti menduga akan mendeteksi sinyal-sinyal samar dari galaksi kecil dan primitif. 

Namun sebaliknya, pengamatan menunjukkan bahwa galaksi tertua ternyata berukuran besar dan terang. Temuan ini sejalan dengan teori gravitasi alternatif, menurut penelitian dari Case Western Reserve University yang diterbitkan baru-baru ini di The Astrophysical Journal. 

Baca juga: Kelahiran Galaksi Paling Awal Diamati untuk Pertama Kali

Bukti yang Mendukung Modifikasi Gravitasi

“Apa yang diprediksi oleh teori materi gelap tidak seperti yang kita lihat,” kata astrofisikawan Case Western Reserve, Stacy McGaugh, yang makalahnya menjelaskan pembentukan struktur di awal alam semesta.

Alih-alih adanya materi gelap yang mendorong pembentukan galaksi, McGaugh berpendapat bahwa modifikasi gravitasi mungkin menjadi kuncinya.

Sebuah teori bernama Modified Newtonian Dynamics (MOND), yang diajukan pada tahun 1998, meramalkan bahwa pembentukan galaksi di alam semesta awal terjadi jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan oleh model Materi Gelap Dingin, yang dikenal sebagai lambda-CDM.

Peran JWST dalam Pengamatan Galaksi

JWST dirancang untuk menjawab beberapa pertanyaan terbesar di alam semesta, seperti bagaimana dan kapan bintang dan galaksi terbentuk? Hingga diluncurkan pada tahun 2021, belum ada teleskop yang mampu melihat jauh ke alam semesta dan ke masa lalu.

Teori Lambda-CDM menyebutkan bahwa galaksi terbentuk melalui pertambahan materi secara bertahap dari struktur kecil ke struktur yang lebih besar, akibat gravitasi ekstra yang dihasilkan oleh massa materi gelap.

“Para astronom menemukan teori materi gelap untuk menjelaskan bagaimana semesta berubah dari kondisi awal yang berisi materi halus menjadi galaksi-galaksi besar dengan banyak ruang kosong di antaranya seperti yang kita lihat sekarang,” kata McGaugh.

Menurut teori ini, materi halus tersebut berkumpul dalam struktur yang semakin besar hingga galaksi terbentuk. Bila demikian halnya, JWST seharusnya bisa melihat calon galaksi kecil ini sebagai cahaya redup.

“Harapannya adalah bahwa setiap galaksi besar yang kita lihat di alam semesta terdekat akan berawal dari potongan-potongan kecil ini,” katanya.

Namun ketika teleskop yang makin canggih melihat evolusi alam semesta lebih awal, cahaya yang terlihat lebih besar dan lebih terang dari yang diharapkan.

MOND memperkirakan bahwa massa yang bakal menjadi sebuah galaksi berkumpul dengan cepat dan awalnya mengembang ke arah luar bersama seluruh alam semesta. Gaya gravitasi lebih kuat yang muncul karena kumpulan materi itu kemudian memperlambat penyebaran, dan material yang terkumpul membentuk sebuah galaksi. Dalam teori ini, tidak ada peran materi gelap sama sekali.

Struktur besar dan terang yang terlihat oleh JWST pada masa awal alam semesta telah diprediksi oleh MOND lebih dari seperempat abad yang lalu, kata McGaugh. Dia ikut menulis makalah ini bersama mantan peneliti pascadoktoral Case Western Reserve Federico Lelli, sekarang di INAF—Arcetri Astrophysical Observatory di Italia, dan mantan mahasiswa pascasarjana Jay Franck. Rekan penulis keempat adalah James Schombert dari University of Oregon.

Meski demikian para peneliti menambahkan bahwa menemukan teori yang sesuai dengan MOND dan Relativitas Umum masih merupakan tantangan besar.

Baca juga: NASA Temukan 2 Galaksi Terjauh dari Bumi