Browse By

Kegelapan yang Berat

Bila cakap je pasal gelap atau kegelapan, mesti ramai yang terbayangkan waktu malam kan? Yelah malam kan gelap cuma ada cahaya bulan, cahaya lampu jalan, kereta, motorsikal dan kenderaan-kenderaan lain. Haa tapi kali ni admin bukan nak cakap pasal gelap tu, admin nak cakap pasal sesuatu yang gelap yang dipanggil ‘jirim gelap’ ( dark matter ). Pertama sekali, korang tahu kan apa itu jirim? Jangan keliru dengan jisim pulak tau! Jirim atau dalam bahasa Inggerisnya matter adalah sesuatu yang memberikan kita bentuk secara fizikal, jika anda dah baca artikel kami mengenai atom maka anda akan faham apakah itu jirim. Kumpulan atom-atom yang bergabung ini lah yang menjadikan jirim, dan jirim lah yang menjadikan tubuh fizikal manusia, kerusi, kereta, katil, kipas, cawan dan semua benda yang kita boleh nampak, rasa, bau, dan sentuh.

Dah cukup lah tu rasanya muqadimah mengenai jirim. Macam yang saya cakap tadi, boleh kata semua benda yang kita boleh kesan menggunakan deria sentuh, lihat, rasa dan bau adalah diperbuat daripada jirim, jadi matahari pun diperbuat dari jirim lah kan? Galaksi, planet, bulan dan semua jasad samawi di dalam alam semesta ni dah tentulah juga diperbuat daripada jirim kan? Sebab kita boleh nampak semua tu walaupun ada yang malap. Nak dijadikan cerita, pada tahun 1933, ada lah seorang ahli astronomi ni yang bernama Fritz Zwicky berminat nak mengkaji mengenai kelajuan putaran galaksi. Beliau cuba nak kaji sama ada putaran pada bahagian luar sesebuah galaksi akan sama dengan kelajuan putaran pada bahagian tengah galaksi. Kalau ikut hukum mekanik klasik / Newton, bahagian yang berketumpatan tinggi / banyak jasad samawi iaitu bahagian tengah galaksi akan berputar lebih laju berbading yang berketumpatan rendah / kurang jasad samawi iaitu bahagian luar galaksi. Anda semua mesti lah dah pernah tengok gambar galaksi kan? Luar dia macam pudar malap je, tapi tengah dia terang benderang. Ini adalah kerana bahagian dalam ada lebih banyak bintang, planet dan jasad-jasad lain berbading di luar. Ni admin belanja gambar galaksi satu.

Jadi selepas Fritz Zwicky ni dah pilih satu galaksi dan dia cuba kira kelajuan dia berdasarkan pemerhatiannya, beliau dapati yang kelajuan putaran di dalam bahagian galaksi sama dengan kelajuan putaran di bahagian luar galaksi dan ini bercanggah dengan hukum newton / mekanik klasik. Ianya seperti jumlah jirim di bahagian dalam galaksi sama dengan jrim di bahagian luar galaksi. Lalu tercetus lah idea dimana terdapat jirim yang lutsinar ( invisible ) tetapi mempunyai jisim ( sifat jirim ) yang menyebabkan  putaran di luar dan di dalam galaksi sama dan jirim ini lah yang dipanggil ‘jirim gelap’. 

A adalah kelajuan secara teori manakala B adalah kelajuan berdasarkan pemerhatian.

Dah selesai mengenai sejarah silam ‘jirim gelap’ mari kita beralih kepada sifat-sifatnya. Jika kita lihat balik artikel mengenai 4 daya utama alam semesta, kita akan tahu bahawa jirim-jirim akan berinteraksi dengan graviti, elektromagnet, tenaga nuklear kuat dan juga tenaga nuklear lemah. Jadi mari kita lihat bagai mana interaksi ‘jirim gelap’ dengan 4 daya asas ini. Seperti mana yang telah diperhatikan oleh Fritz Zwicky, ‘jirim gelap’ ini telah memberikan jisim lebih ( extra ) kepada galaksi jadi sudah tentu ‘jirim gelap’ ini berinteraksi dengan daya graviti. Seperti yang telah dinyatakan, ‘jirim gelap’ ini lutsinar, kita tak boleh nampak, dah nama pun gelap kan? Jadi kita boleh katakan ianya tidak berinteraksi dengan cahaya ( foton ) ; cahaya ada pembawa daya elektromagnet. Jadi tinggal lagi dua daya lagi iaitu daya nuklear kuat dan lemah, disebabkan ‘jirim gelap’ ini wujud dalam skala besar, sebesar / lebih besar dari galaksi, jadi kita buang daya nuklear kuat. Ini adalah kerana daya nuklear kuat hanyalah dalam skala kecil dan untuk jarak yang sangat kecil sahaja, sepeti proton dan neutron. Konklusinya, ‘jirim gelap’ ini hanya berinteraksi dengan 2 daya sahaja, iaitu daya graviti dan daya nuklear lemah.

Berdasarkan yang di atas, kita tidak boleh ( setakat ini ) untuk mengesan jirim gelap ini secara terus ( direct detection ), sebab yang paling utama ialah ianya tidak dapat dilihat. Kita hanya dapat mengesan kewujudan ‘jirim gelap’ ini melalui tenaga yang dilepaskan melalui penghapusan ( annihilation ) ‘jirim gelap’. Apa bila dua jirim berlanggar sesama sendiri, mereka akan terhapus dan tenaga akan dilepaskan, seperti kemalangan kenderaan di mana antara tenaga yang dilepaskan adalah dalam bentuk bunyi yang kuat dan mungkin juga letupan. Tetapi di dalam kes penghapusan ‘jirim gelap’ ini tenaga sinaran ( synchroton radiation ) akan terhasil. Melalui tenaga sinaran ini, para saintis akan dapat mengkaji kehadiran ‘jirim gelap’. Selain daripada itu, kehadiran ‘jirim gelap’ juga boleh diperhatikan apabila berlaku sesuatu fenomena yang dinamakan gravitational lensing, anda boleh lihat di dalam gambar di bawah untuk memahami fenomena tersebut, namun saya akan terangkan secara detail apakah itu gravitational lensing pada artikel yang akan datang.

Hasil kajian ahli astrofizik telah mendapati yang sebenarnya alam semesta ini diperbuat daripada 4 peratus jirim biasa, 24 peratus ‘jirim gelap’ dan 72 peratus ‘tenaga gelap’ amboi kalau semua nak gelap payah jugak kan? Haaa takpa nanti dalam artikel yang akan datang saya akan ceritakan juga apa itu ‘tenaga gelap’ okay? Banyak kajian yang telah dan sedang dijalankan untuk mengetahui apakah sebenarnya dan identiti ‘jirim gelap’ ini, ramai yang mengatakan ‘jirim gelap’ ini adalah fizik yang baharu, sesuatu yang boleh merevolusikan fizik yang sedia ada. Terdapat banyak calon-calon mengenai apakah itu jirim gelap seperti WIMP ( Weakly Interactive Massive Particle ), MACHO ( Massive Compact Halo Object ), KK ( Kaluza-Klein) Particle dan banyak lagi namun masih tiada lagi persetujuan yang dapat dikecapi oleh para astrofizik.

Cukuplah untuk artikel mengenai kegelapan alam semesta ini. Mana tahu kan, andalah orangnya yang akan membuka kunci misteri mengenai ‘jirim gelap’ ini dan memenangi hadiah Nobel. Nanti kalau dah menang nanti, jangan lupa mention Fiziklah!

Sekian.