Uji Kosmik Besar Menunjukkan Newton dan Einstein Masih Menjelaskan Gravitasi dengan Akurat

Tes Kosmik Besar Menunjukkan Newton dan Einstein Masih Menjelaskan Gravitasi Secara Akurat

Ditulis oleh Neetika Walter melalui Interesting Engineering,

Para ilmuwan telah menguji gravitasi di beberapa struktur terbesar di alam semesta dan menemukan bahwa gravitasi berperilaku persis seperti yang diprediksi oleh hukum fisika yang sudah lama ada.
Galaksi dan gugus melacak tarikan gravitasi di seluruh alam semesta.iStock Photos

Para peneliti yang dipimpin oleh University of Pennsylvania menggunakan data dari Atacama Cosmology Telescope untuk memeriksa bagaimana gugus galaksi bergerak melintasi jarak kosmik yang sangat jauh.

Hasil mereka menunjukkan bahwa gravitasi melemah seiring jarak sejalan dengan hukum kuadrat terbalik yang pertama kali dijelaskan oleh Isaac Newton dan kemudian dimasukkan dalam teori relativitas umum Albert Einstein.

Temuan ini menantang teori alternatif yang menyatakan gravitasi berubah pada skala besar dan malah memperkuat gagasan bahwa komponen yang tidak terlihat, materi gelap, membentuk gerakan kosmik.

Gravitasi Berlaku pada Skala

“Astrofisika telah dirusak oleh perbedaan besar dalam pembukuan kosmik,” kata Patricio A. Gallardo.

“Ketika kita melihat bagaimana bintang mengorbit di dalam galaksi atau bagaimana galaksi bergerak di dalam gugus galaksi, beberapa tampaknya bergerak terlalu cepat untuk jumlah materi terlihat yang mereka miliki.”

Untuk menguji apakah gravitasi itu sendiri yang bertanggung jawab, para peneliti menganalisis distorsi halus dalam latar belakang gelombang mikro kosmik saat melewati gugus galaksi besar.

Distorsi ini, yang disebabkan oleh gerakan gas panas di sekitar gugus, memungkinkan tim untuk mengukur seberapa cepat gugus bergerak satu sama lain melintasi jarak yang membentang ratusan juta tahun cahaya.

Hasilnya sangat cocok dengan prediksi fisika klasik dan relativistik, tidak menunjukkan bukti bahwa gravitasi melemah secara berbeda dari yang diharapkan pada skala ini.

“Sungguh luar biasa bahwa hukum kebalikan dari kuadrat—yang diusulkan oleh Newton pada abad ke-17 dan kemudian dimasukkan oleh teori relativitas umum Einstein—masih bertahan di abad ke-21,” kata Gallardo.

Kasus Materi Gelap Menguat

Studi ini mengatasi teka-teki lama dalam kosmologi. Pengamatan secara konsisten menunjukkan bahwa bintang-bintang di tepi galaksi dan galaksi di dalam gugus bergerak lebih cepat daripada yang dapat dijelaskan oleh materi terlihat saja.

“Itulah teka-teki utamanya,” jelas Gallardo.

“Entah gravitasi berperilaku berbeda pada skala yang sangat besar, atau alam semesta mengandung materi tambahan yang tidak dapat kita lihat secara langsung.”

Karena pengukuran baru mengkonfirmasi bahwa gravitasi berperilaku seperti yang diharapkan, hasil tersebut memperkuat argumen untuk materi gelap sebagai komponen yang hilang.

“Studi ini memperkuat bukti bahwa alam semesta mengandung komponen materi gelap,” kata Gallardo. “Tetapi kita masih belum tahu terbuat dari apa komponen itu.”

Pekerjaan ini juga membatasi teori-teori seperti Modified Newtonian Dynamics, yang mencoba menjelaskan gerakan kosmik dengan mengubah hukum gravitasi.

Dengan memperluas pengujian gravitasi ke jarak yang jauh melampaui skala galaksi individu, penelitian ini memberikan salah satu validasi paling komprehensif terhadap model kosmologis standar hingga saat ini.

Pengamatan di masa depan menggunakan peta latar belakang gelombang mikro kosmik yang lebih rinci dan survei galaksi yang lebih besar dapat lebih menyempurnakan pengukuran ini dan menguji gravitasi dengan presisi yang lebih tinggi.

“Dengan begitu banyak pertanyaan yang belum terjawab, gravitasi tetap menjadi salah satu bidang penelitian yang paling menarik. Ini adalah bidang yang secara alami menarik,” kata Gallardo.

Studi ini diterbitkan di Physical Review Letters.

Tyler Durden
Jum, 17/04/2026 - 22:35