ANTARIKSA -- Materi gelap adalah salah satu misteri terbesar dalam fisika modern. Meski membentuk sekitar 27% dari alam semesta, keberadaannya sulit dipahami karena tidak memancarkan atau menyerap cahaya.
Para ilmuwan telah lama mencari partikel penyusun materi gelap. Salah satu kandidat yang menarik adalah axion. Axion adalah partikel hipotetis yang diprediksi oleh beberapa model teori fisika, termasuk string theory.
Jika materi gelap memang terdiri dari axion, partikel ini kemungkinan memiliki massa yang sangat kecil, bahkan bisa mencapai sepertriliun massa elektron. Hal ini membuat materi gelap lebih menyerupai "lautan gelombang kuantum" daripada kumpulan partikel individual.
Namun, sifat axion yang jarang berinteraksi dengan materi biasa membuatnya sulit untuk dideteksi secara langsung. Salah satu cara untuk mengungkap keberadaannya adalah dengan mempelajari interaksinya melalui gravitasi, khususnya di sekitar lubang hitam.
Lubang Hitam Sebagai Mikrofon Kosmik
Penelitian terbaru mengungkap hipotesis menarik: materi gelap bisa membuat ruang-waktu "berdengung" di sekitar lubang hitam. Ilmuwan mungkin bisa mendeteksinya.
Penelitian yang dipublikasikan di arXiv mengusulkan bahwa lubang hitam bisa menjadi alat uji ideal untuk mendeteksi materi gelap jenis ini. Fenomena yang disebut superradiance memungkinkan materi gelap mencuri energi dari lubang hitam yang berputar. Proses ini menciptakan awan padat materi gelap yang mengelilingi lubang hitam.
Ketika materi gelap menyerap cukup banyak energi rotasi, lubang hitam mulai melambat. Ini memicu pelepasan partikel materi gelap dalam bentuk emisi yang tidak terlihat. Meski emisi ini tidak menghasilkan radiasi elektromagnetik, emisi ini dapat memengaruhi ruang-waktu.
Ruang-Waktu Berdengung Seperti Lonceng di Sekitar Lubang Hitam
Para peneliti menemukan bahwa materi gelap yang dilepaskan akan menghasilkan gelombang gravitasi yang membuat ruang-waktu "bergetar" seperti lonceng di sekitar lubang hitam. Meski sinyalnya tidak sekuat gelombang gravitasi dari tabrakan lubang hitam, sinyal ini mungkin cukup kuat untuk dideteksi menggunakan eksperimen yang ada.
Detektor berbasis darat seperti Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) dan Virgo dapat mendeteksi gelombang gravitasi dari axion bermassa besar. Sementara itu, detektor berbasis luar angkasa seperti Laser Interferometer Space Antenna (LISA) bisa menangkap sinyal dari axion bermassa sangat rendah.
Hingga saat ini, keberadaan axion masih bersifat hipotetis. Sinyal seperti ini pun belum pernah terdeteksi. Namun, gagasan ini membuka peluang baru bagi para ilmuwan untuk menyisir data yang sudah ada dan mengembangkan eksperimen masa depan yang lebih canggih.
Ikuti Whatsapp Channel Republika