Sebuah model kosmologi terbaru menggabungkan dua gagasan paling eksentrik dalam fisika kontemporer untuk menjelaskan hakikat materi gelap, substansi tak kasatmata yang menyusun sekitar 85 persen seluruh materi di alam semesta. Untuk memahaminya, kita perlu melihat melampaui Big Bang yang kita kenal dan mempertimbangkan dua konsep yang jarang bersinggungan: alam semesta siklik dan lubang hitam primordial.
Multiverse yang Berbeda
Terdapat berbagai versi “multiverse.” Model paling populer—seperti dalam Marvel Cinematic Universe—mengusulkan bahwa ada sebanyak alam semesta sebanyak kemungkinan yang ada, dan versi realitas ini berjalan paralel. Fisika mengajukan sesuatu yang lebih sederhana dan konsisten secara matematis: pantulan kosmik.
Dalam model ini, alam semesta tidak lahir dari sebuah singularitas, tetapi mengembang, mengerut, dan mengembang kembali dalam siklus tanpa akhir. Setiap “alam semesta” tidak paralel, tetapi berurutan—artinya, satu muncul dari reruntuhan alam semesta sebelumnya.
Mungkinkah sesuatu selamat dari akhir alam semestanya dan bertahan ke alam semesta berikutnya? Menurut sebuah makalah yang diterbitkan di Physical Review D, mungkin. Penulisnya, Enrique Gaztanaga, seorang profesor riset di Institute of Space Sciences di Barcelona, menunjukkan bahwa struktur apa pun yang lebih besar dari sekitar 90 meter dapat melewati keruntuhan akhir sebuah alam semesta dan selamat dari pantulannya. “Relik” ini tidak hanya akan bertahan, tetapi juga dapat membentuk benih bagi struktur-struktur raksasa yang tak dapat dijelaskan yang diamati pada tahap-tahap awal alam semesta saat ini. Lebih jauh, mereka bisa menjadi kunci untuk memahami materi gelap.
Selama beberapa dekade, penjelasan dominan untuk materi gelap adalah bahwa ia merupakan partikel atau partikel-partikel yang tidak diketahui. Namun setelah bertahun-tahun eksperimen tanpa deteksi langsung, fisikawan mulai menjelajahi alternatif. Salah satunya mengusulkan bahwa materi gelap bukanlah partikel eksotis, melainkan populasi melimpah lubang hitam kecil yang luput dari pengamatan kita.
Gagasan ini menarik, tetapi memiliki masalah serius. Agar lubang hitam ini dapat menjelaskan materi gelap, mereka harus telah ada sejak momen-momen paling awal alam semesta, jauh sebelum bintang pertama bisa runtuh. Ada indikasi bahwa objek-objek ini mungkin ada, tetapi mekanisme fisik yang meyakinkan untuk menjelaskan asal-usul mereka masih kurang.
Alam Semesta yang Lahir Dengan Lubang Hitam
Di sinilah model yang baru diusulkan Gaztanaga bersinar. Jika pantulan kosmik memungkinkan struktur kompak selamat dari keruntuhan alam semesta sebelumnya, maka alam semesta saat ini sudah akan terlahir dengan lubang hitam yang telah ada sebelumnya. Mereka tidak harus dihasilkan oleh fluktuasi ekstrem atau proses inflasi yang diatur secara khusus, melainkan sudah ada sejak saat pertama.
Asumsi ini berpotensi memecahkan dua teka-teki sekaligus: asal usul lubang hitam dan hakikat materi gelap. Jika model ini benar, materi gelap bukanlah misteri dari alam semesta awal, melainkan warisan dari kosmos yang mendahului alam semesta kita sendiri.
The Conversation. “Gagasan-gagasan ini harus diuji terhadap data—dari latar gelombang gravitasi hingga survei galaksi dan pengukuran presisi latar belakang gelombang mikro kosmik.”
Artikel ini pertama kali muncul di WIRED en Español dan telah diterjemahkan dari bahasa Spanyol.