Penemuan Teleskop James Webb Patahkan Teori Soal Pembentukan Alam Semesta

Teori MOND menantang hipotesis materi gelap yang telah diterima secara umum di kalangan ilmuwan.

Temuan terbaru dari Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) menunjukkan hasil yang bertentangan dengan teori konvensional mengenai pembentukan galaksi awal. Teleskop yang sangat canggih ini berhasil mengamati galaksi-galaksi yang besar dan bercahaya, berbeda dengan ekspektasi para peneliti yang mengira bahwa galaksi awal seharusnya berukuran kecil dan redup.

Dikutip dari SciTechDaily pada Selasa (11/2), hasil pengamatan JWST ini memberikan dukungan pada teori Modified Newtonian Dynamics (MOND). Teori ini menolak peran materi gelap dan mengusulkan bahwa pembentukan galaksi di alam semesta awal berlangsung lebih cepat daripada yang diperkirakan dalam model tradisional.

Teori MOND menantang asumsi mengenai materi gelap yang selama ini menjadi konsensus di kalangan ilmuwan. Dalam pandangan yang berlaku, di awal pembentukan alam semesta, galaksi seharusnya berukuran kecil dan primitif. Galaksi-galaksi tersebut kemudian diperkirakan akan berkembang menjadi lebih besar melalui proses penggabungan dan akresi material, dengan gravitasi yang dipengaruhi oleh materi gelap.

Dalam model kosmologi Lambda-CDM (Cold Dark Matter), materi gelap berfungsi sebagai kerangka gravitasi yang mendukung penggumpalan materi biasa hingga terbentuk galaksi. Karena sifatnya yang tidak memancarkan atau menyerap cahaya, keberadaan materi gelap hanya dapat diketahui dari pengaruh gravitasinya terhadap materi yang terlihat. Jika teori ini benar, JWST seharusnya dapat mendeteksi sinyal lemah dari galaksi kecil dan primitif yang sedang terbentuk.

Namun, hasil observasi JWST justru menunjukkan fakta yang berlawanan. Pengamatan tersebut mengungkapkan galaksi tertua yang ada justru berukuran besar dan sangat terang. Temuan ini memberikan indikasi bahwa proses pembentukan galaksi di alam semesta awal mungkin berlangsung jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan sebelumnya. Fenomena ini sejalan dengan teori gravitasi alternatif yang diusulkan dalam penelitian oleh Case Western Reserve University, yang baru-baru ini dipublikasikan di The Astrophysical Journal.

Berbeda dengan teori yang melibatkan materi gelap sebagai faktor utama dalam pembentukan galaksi, teori MOND mengusulkan bahwa modifikasi pada hukum gravitasi Newton dapat menjelaskan fenomena yang diamati. Teori MOND, yang pertama kali diperkenalkan fisikawan Mordehai Milgrom pada 1983, menyatakan pada skala besar dan dalam kondisi dengan percepatan gravitasi yang sangat rendah, hukum Newton perlu disesuaikan.

Percepatan Gravitasi

Teori MOND mengemukakan percepatan gravitasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan estimasi model Lambda-CDM dapat memberikan penjelasan mengenai pertumbuhan galaksi yang cepat tanpa harus melibatkan materi gelap. Dalam pandangan ini, massa yang akan membentuk galaksi dikatakan berkumpul dengan cepat dan kemudian menyebar ke luar seiring dengan ekspansi alam semesta.

Akibat dari kepadatan materi tersebut, gaya gravitasi yang lebih kuat akan memperlambat penyebaran, sehingga memungkinkan proses pembentukan galaksi terjadi dalam waktu yang jauh lebih singkat daripada yang diprediksi oleh model Lambda-CDM. Selain itu, teori ini juga menunjukkan percepatan gravitasi yang lebih besar pada galaksi awal dapat menjadi alasan mengapa galaksi-galaksi yang teramati oleh JWST tampak lebih terang dan lebih besar dari yang diharapkan.

MOND telah berhasil memberikan penjelasan mengenai dinamika rotasi galaksi tanpa harus mengandalkan materi gelap, yang merupakan salah satu tantangan terbesar dalam astrofisika saat ini. Di sisi lain, para ilmuwan kini dihadapkan pada pilihan sulit antara mempertahankan teori yang sudah ada atau mengubah asumsi mengenai materi gelap, serta mempertimbangkan kemungkinan bahwa hukum gravitasi yang selama ini kita gunakan perlu direvisi pada skala kosmik.

Jika hasil observasi dari JWST terus mendukung teori MOND, maka mungkin akan ada perubahan besar dalam pemahaman kita tentang fisika fundamental. Meskipun MOND telah menunjukkan keberhasilan dalam menjelaskan berbagai anomali dalam dinamika galaksi, teori ini belum diterima secara luas karena kurangnya dasar teoritis yang solid seperti yang dimiliki oleh relativitas umum Einstein.

Selain itu, MOND juga masih mengalami kesulitan dalam menjelaskan fenomena kosmologis lainnya, seperti latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), dengan akurasi yang setara dengan model Lambda-CDM.