Teleskop Kosmologi Atacama (ACT) di Chile menghabiskan hampir dua dekade untuk mempelajari bagaimana alam semesta bermula, terbuat dari apa, dan bagaimana ia berevolusi ke keadaan saat ini. Observatorium ini dinonaktifkan pada 2022, namun data terakhirnya masih menimbulkan gejolak di kalangan komunitas kosmologi.
Sebuah studi terbaru yang terbit di Journal of Cosmology and Astroparticle Physics menggunakan data ini untuk menguji sekitar 30 model “diperluas” dari evolusi alam semesta—alternatif dari model standar kosmologi. Alternatif ini berupaya menjelaskan fenomena kosmologis tertentu yang tak bisa dijelaskan model standar, seperti ketegangan Hubble, yaitu perbedaan antara berbagai pengukuran laju ekspansi alam semesta.
Para peneliti menyingkirkan setiap model diperluas yang mereka uji. Bersamaan dengan studi lain yang diterbitkan JCAP menggunakan data final ACT untuk mengonfirmasi ketegangan Hubble, temuan ini memperdalam misteri kosmologis tersebut, membuat para ahli punya lebih banyak pertanyaan tentang apa yang mendorong ekspansi alam semesta.
“Kami menilai mereka sepenuhnya independen,” ujar Erminia Calabrese, seorang kosmolog dari Universitas Cardiff dan rekan penulis studi yang menguji model-model diperluas, dalam sebuah pernyataan. “Kami tidak berusaha menjatuhkan mereka, hanya mempelajarinya. Dan hasilnya jelas: Observasi baru, pada skala baru dan dalam polarisasi, secara virtual telah menghilangkan ruang untuk jenis eksplorasi ini. Ini sedikit menyusutkan ‘lapangan bermain’ teoritis.”
Misteri kosmologis yang semakin dalam
Ada dua cara utama untuk mengukur laju ekspansi alam semesta, yang dikenal sebagai konstanta Hubble. Satu metode melibatkan pengamatan radiasi sisa dari Big Bang (latar belakang gelombang mikro kosmik), dan satunya lagi melihat galaksi dan supernova di alam semesta lokal.
Menurut model standar kosmologi, kedua metode seharusnya menghasilkan nilai yang sama. Masalahnya, mereka tidak. Inilah, pada intinya, ketegangan Hubble.
Peneliti telah menghabiskan tahunan untuk mencoba menjelaskan perbedaan ini, dan mereka telah mengajukan banyak hipotesis menarik. Yang lain menemukan bukti yang menyiratkan ketegangan Hubble mungkin sebenarnya tidak ada. Data terbaru ACT memperkuat kasus untuk teka-teki kosmologis ini namun tidak mendekatkan para ahli pada penyelesaiannya.
Lebih banyak pertanyaan, tapi jalur jawaban lebih jelas
Jadi, “Apa masalah besarnya?” Anda mungkin bertanya. Salah satunya, mengonfirmasi ketegangan Hubble dengan observasi ACT berarti kita bisa cukup yakin masalah ini nyata.
Teleskop itu mengukur latar belakang gelombang mikro kosmik dengan presisi tak tertandingi, menghasilkan peta polarisasi yang melengkapi peta suhu yang dibuat oleh wahana antariksa Planck milik Badan Antariksa Eropa. Sebagai perbandingan, peta ACT—diterbitkan dalam studi ketiga di JCAP—memiliki resolusi jauh lebih tinggi daripada Planck. Ini terutama karena cermin utama ACT jauh lebih besar dari Planck, dengan diameter sekitar 20 kaki (6 meter).
“Saat kami membandingkan [peta-peta itu], agak seperti membersihkan kacamata Anda,” kata Calabrese. Dengan demikian, data ACT mengisi beberapa celah dalam pemahaman kita tentang CMB.
“Hasil baru kami menunjukkan bahwa konstanta Hubble yang disimpulkan dari data CMB ACT sejalan dengan yang dari Planck—tidak hanya dari data suhu, tetapi juga dari polarisasi, membuat perbedaan Hubble bahkan lebih kokoh,” ujar Colin Hill, seorang kosmolog di Universitas Columbia dan rekan penulis studi yang menggunakan data ACT untuk mengonfirmasi ketegangan Hubble, dalam pernyataan tersebut.
Observasi ACT juga memungkinkan Calabrese dan rekannya untuk menyingkirkan banyak model diperluas yang berupaya menjelaskan ketegangan Hubble. Meski ini mempersempit ragam kemungkinan, ia memberikan jalur yang jelas ke depan. Jika model-model ini adalah jalan buntu, saatnya berhenti mengejarnya dan mencari jawaban di tempat lain.
Masa operasional ACT mungkin telah berakhir, tetapi rilis data terakhirnya menandai awal baru bagi para kosmolog yang berupaya menyelesaikan ketegangan Hubble. Para ahli akan terus menggunakan data ini bertahun-tahun mendatang, perlahan mendekati pemahaman yang lebih baik tentang alam semesta kita yang terus mengembang.