Kita mungkin menemukan materi gelap secara tidak sengaja. Kembali ke tahun 2019, sungguh.
Ini bukanlah serangan yang sudah dikonfirmasi. Belum. Namun para ilmuwan sedang mengamati puing-puing tabrakan lubang hitam—riak di ruangwaktu—dan mereka mengira ada hantu di dalam mesin tersebut. Khususnya, bayangan awan materi gelap.
Fisikawan Amerika dan Eropa punya teori baru. Jika dua lubang hitam saling bertabrakan di dalam awan tebal benda tak kasat mata ini, gelombang gravitasi yang melintasi kosmos membawa ciri khas yang unik. Seperti sidik jari yang tertinggal di debu.
Mereka menguji matematika mereka pada lusinan peristiwa yang direkam. Hampir semuanya merupakan merger vakum yang membosankan. Hanya kekerasan kosmik standar dalam kehampaan.
Yang satu berbeda.
Salah satu peristiwa pada bulan Juli 2019—disebut GW190720—tidak sesuai dengan pola merger yang bersih. Ini cocok dengan model lubang hitam yang menari melalui kabut tebal partikel ultralight.
Itu provokatif. Itu bukan bukti. Tapi itu sebuah petunjuk.
“Menggunakan lubang hitam untuk mencari materi gelap, akan menjadi hal yang luar biasa.”
Rodrigo Vicente dari Universitas Amsterdam berpendapat bahwa hal ini membuka skala baru untuk eksplorasi. Skala yang lebih kecil. Tempat-tempat yang tidak bisa kita sentuh, hanya dengarkan saja.
Inilah latar belakangnya, karena Anda perlu memahami sejarah untuk mendapatkan hype.
Pada tahun 1916 Einstein mengatakan gravitasi adalah kelengkungan ruangwaktu. Ia meramalkan bahwa benda-benda masif yang bergerak cukup cepat—seperti bintang neutron atau lubang hitam—akan mengguncang alam semesta seperti lonceng. Riak-riak itu adalah gelombang gravitasi.
Butuh waktu hingga tahun 2016 untuk mendengar dering itu dengan jelas. LIGO menangkap suaranya. Sejak itu, ratusan lonceng telah direkam. Setiap sinyal menceritakan kisah tentang massa yang terlibat. Biasanya itu mudah. Sebuah lubang besar memakan lubang kecil. Dua bintang neutron berciuman dan meledak.
Tapi apa lagi yang ada di ruangan itu saat mereka bergabung?
Studi baru menanyakan hal itu.
Materi gelap merupakan penyusun sebagian besar materi di alam semesta. Kami tidak tahu apa itu. Kami hanya tahu itu menarik banyak hal. Salah satu teori populer mengatakan bahwa itu terbuat dari partikel ultralight yang bertindak seperti gelombang. Jika Anda meletakkan lubang hitam yang berputar di dekat medan gelombang tersebut, benda tersebut akan tertarik ke sana kemari. Ini memutarbalikkan kabut.
Ketika lubang hitam kedua bertabrakan dengan lubang hitam pertama, kabut itu menghalanginya. Itu mengubah tariannya. Gelombang gravitasi yang dihasilkan tampak agak melenceng. Berbeda dengan merger dalam kondisi vakum.
Para peneliti membangun model interferensi tersebut. Kemudian mereka memeriksa 28 sinyal dari jaringan LVK—yaitu LIGO di AS, Virgo di Italia, KAGRA di Jepang.
Dua puluh tujuh adalah penyedot debu. Membersihkan. Dapat diprediksi.
Event GW190729 muncul dengan tanda tangan yang lebih berantakan. Jenis yang Anda harapkan jika materi gelap ada di sana, tebal dan ada, mengganggu momen-momen terakhir sebelum tabrakan.
Apakah ini pasti?
Tidak.
Josu Aurrekoetxea dari MIT mengatakan statistik tidak cukup kuat untuk meraih kemenangan. Dia mengatakan kelompok independen perlu memeriksa pekerjaan tersebut. Saat ini, kami baru menggali permukaannya saja.
“Tanpa model gelombang seperti yang kita miliki, kita bisa mendeteksi penggabungan lubang hitam dalam materi gelap, namun mengklasifikasikannya sebagai, yang terjadi, dalam ruang hampa.”
Itulah risikonya. Kita mungkin telah mendengarnya selama ini, tetapi menyebut mereka dengan istilah lain.
Namun, ketidakpastian masih sangat besar. Mungkin materi gelap tidak membentuk awan. Mungkin itu WIMP. Mungkin itu MACHO. Mungkin itu berinteraksi dengan elektromagnetisme. Mungkin itu tidak ada sama sekali dan kita hanya memiliki pemahaman yang buruk tentang gravitasi.
Langitnya keras. Datanya ada di sana. Namun jawabannya masih tersembunyi dalam statis. Kami terus mendengarkan.
