Dalam astrofisika, Aliran gelap adalah istilah yang menggambarkan kemungkinan komponen non-acak dari kecepatan aneh gugus galaksi. Pergerakan adalah signifikan yang ditemukan pada posisi gugus galaksi dalam peta anisotropi suhu Gelombang Mikro Kosmik (CMB) yang tersaring. Pergerakan yang dirilis dalam data WMAP adalah, 1) sama-sama konsisten, 2) secara kasar selaras dengan dipol CMB demua langit, 3) berkorelasi dengan luminositassinar-X gugus galaksi.[1]
Penemuan
Gugus Coma yang tampaknya berpastisipasi dalam gerakan misterius yang dikenal sebagai Aliran gelap.
Para ilmuwan menemukan aliran tersebut pada tahun 2000-an dengan mempelajari struktur terbesar di kosmos: gugus galaksi raksasa. Gugus ini adalah konglomerasi dari sekitar atom dan galaksi, serta gas yang sangat panas dan memancarkan sinar-X. Gerakan misterius ini tidak dapat dijelaskan oleh model diatribusi massa di alam semssta saat ini. Jadi peneliti membuat saran kontroversial bahwa gugus tersebut ditarik oleh gravitasi materi di luar alam semesta yang diketahui.[2] Dengan mengamati interaksi sinar-X dengan latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), yang meninggalkan radiasi dari Big Bang, para ilmuwan dapat mempelajari pergerakan gugus.[3]
Foton hamburan sinar-X di CMB, menggeser suhunya dalam efek yang dikenal sebagai efek kinematik Sunyaev-Zel'dovich (SZ). Efek ini belum pernah diamati sebagai hasil dari gugus galaksi sebelumnya, tetapi tim peneliti yang dipimpin oleh Alexander Kashlinsky, astrofisikawan di Pusat Penerbangan Luar Angkasa GoddardNASA di Greenbelt, Maryland, menemukannya ketika mereka mempelajari katalog besar 700 gugus, mencapai keluar hingga 6 miliar tahun cahaya. Mereka membandingkan katalog ini dengan peta CMB yang diambil oleh Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) NASA.[3] Teori tentang CMB pada dasarnya mengatakan bahwa gelombang mikro harus seragam (dengan kata lain, gelombang mikro harus terlihat sama ke manapun arahnya), dan bahwa gelombang tersebut harus melewati gugus galaksi yang dapat diprediksi (dengan perubahan suhu yang diprediksi) - berdasarkan apakah galaksi bergerak relatif terhadap cahaya latar belakang.[4] Satelit WMAP NASA mengukur suhu cahaya purba ini, mengungkapkan fluktuasi kepadatan materi di alam semesta awal.[5]
Kashlinsky menyebutnya gerakan kolektif ini sebagai "aliran gelap" dalam inti misteri kosmologis yang lebih dikenal: energi gelap dan materi gelap. Gas pemancar sinar-X panas di gugus galaksi menyebarkan foton dari latar belakang gelombang mikro kosmik. Gugus tidak secara tepat mengikuti perluasan ruang, sehingga panjang gelombangcahaya yang tersebar dapat berubah secara nyata ketika foton dari gas terionisasi yang bergerak melalui ruang angkasa, sehingga gerakan individu masing-masing gugus. Mereka menemukan bahwa gugus tersebut bergerak menuju ke bidang langit 20 derajat, hampir 2 juta Mph (3,2 juta Kph) menuju wilayah di langit antara rasi bintang Centaurus dan Vela. Gerakan ini berbeda dengan perluasan luar alam semesta (yang dipercepat oleh gaya yang disebut energi gelap).[3][5] Lebih jauh lagi , tren bukanlah kebetulan statistik; daripada kelompok yang mundur ke kecepatan dan distribusi normal, tren ini terus bertahan di seluruh ruang antargalaksi. Terlebih lagi, gerakan ini konstan hingga 1 miliar tahun cahaya.[4][6]
Keberadaan dan lokasi
Pemandangan panorama galaksi di luar Bima Sakti, dengan Gugus Norma dan Penarik Besar yang ditunjukkan oleh panah biru panjang di kanan bawah pada gambar di dekat cakram Bima Sakti.Visualisasi keseluruhan alam semesta yang dapat diamati. Radius keseluruhan adalah sekitar 93 miliar tahun cahaya, dengan pengamat (Bima Sakti) di pusatnya. Setiap kerangka acuan dengan letak yang berbeda-beda memiliki alam semesta yang dapat diamati berbeda-beda. Setiap titik disini mewakili setiap supergugus galaksi.
Pengukuran terbaru kecepatan
khusus skala besar efek kinematik Sunyaev-Zel'dovich menggunakan data WMAP dan gugus terpilih sinar-X dari ROSAT telah mendeteksi aliran massal gugus pada ~ 600 - 1.000s-1 pada skala ~ 0,5 - 1 Gpc, kira-kira sejajar dengan dipolGeombang Mikro Kosmik (CMB).[7] Ahli kosmologi memandang gelombang mikro sebagai kerangka acuan utama alam semesta. Pendeteksian pada pergeseran merah melalui SN Ia tidak efektif.[8] Para astronom mendeteksi aliran gelap dari gravitasi gravitasi masif yang menarik gugus galaksi, dan mungkin berada di luar cakrawalaalam semesta teramati. Mungkin ada bagian alam semesta yang lebih jauh (keseluruhan alam semesta tidak diketahui pasti), tetapi cahaya tidak dapat dilihat dari yang dilakukan cahaya selama seluruh umur alam semesta.[9] Model Dentuman Besar yang menyertakan fitur yang disebut Inflasi menawarkan penjelasan yang mungkin untuk aliran tersebut.[10]
Penyebab aliran gelap
Aliran gelap sesuatu di luar batas alam semesta teramati. Faktanya, lokasinya diperkirakan berjarak setidaknya 46,5 miliar tahun cahaya.
Lubang hitam
Jika sejumlah besar gugus galaksi ini ditarik menuju lubang hitam kolosal, maka ia akan mengalami percepatan. Aliran gelap, bagaimanapun, menampilkan kecepatan konstan selama miliaran tahun cahaya.[11]
Megastruktur
Salah satu kemungkinan bahwa ada sesuatu yang besar di luar sana, jauh lebih besar dari apapun yang ada di alam semesta yang dikenal. Kemungkinan gerakan aneh yang besar pada skala 10.000 km s−1. Namun, morfologi di ruang pergeseran merah di gugus Centaurus, ditambah dengan dengan kecepatan khusus yang diamati di wilayah ini, sangat menunjukkan bahwa struktur ini merupakan kontributor utama alirwn yang diamati.[12] Raksasa seperti itu akan memaksakan semacam "kemiringan" pada alam semesta, menyebabkan materi bergerak ke satu arah tertentu - seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan aliran gelap.
Namun, jika megastruktur kosmis seperti itu benar-benar ada, mereka hanya menggantikan satu misteri dengan misteri lainnya. Salah satu fondasi kosmologi adalah prinsip Copernicus, yang mengatakan bahwa tidak ada wilayah yang istimewa tentang wilayah alam semesta. Jadi, tidak megastruktur di luar.[13]
Pengaruh alam semesta lain
Aliran ini menunjukkan bahwa entah bagaimana alam semesta menjadi miring, seolah-olah ruang waktu itu sendiri berperilaku seperti kemiringan dan materi meluncur. Ini bertentangan dengan model standar kosmologi, yang mengatakan bahwa alam semesta semakin seragam pada skala yang lebih besar, sehingga tidak mungkin struktur yang cukup besar untuk menghasilkan kemiringan seperti itu terbentuk. Beberapa peneliti menyarankan bahwa, alam semesta lain bisa menarik materi di alam semesta, menciptakan aliran. Teori ini menyatakan bahwa, tepat setelah Dentuman Besar, sebelum inflasi alam semesta terjadi, ada semacam "busa kosmik" yang ada sebagai kumpulan "gelembung". Salah satu gelembung ini mengembang, akhirnya menjadi alam semesta yang ditinggali. Sementara gelembung lainnya adalah alam semesta lain yang menyebabkan gerakan ini.[11] Tapi kelompok lain yang melihat data WMAP tidak mendeteksi mosi kontroversial tersebut.[5]
