Materi Gelap dan Energi Gelap: Apa yang Membentuk 95% Alam Semesta

Menurut NASA, alam semesta terdiri dari tiga bahan: materi biasa yang terlihat sekitar 5%, materi gelap sekitar 27%, dan energi gelap sekitar 68%. Badan Antariksa Eropa (ESA) menempatkan bagian gabungan materi gelap dan energi gelap pada 95% alam semesta, dengan materi biasa — atom yang membentuk bintang, planet dan segala yang dapat diukur dengan cahaya — mengisi celah yang tersisa.

Apa itu materi gelap?

Materi gelap adalah bentuk materi yang memiliki massa dan gravitasi tetapi tidak memancarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya, menurut NASA. Karena tidak dapat dilihat secara langsung, para ilmuwan menyimpulkan kehadirannya dari efek gravitasinya pada materi yang terlihat. NASA menggambarkannya sebagai substansi yang menjaga galaksi agar tidak terpisah.

Idenya berasal dari 1933, ketika astronom Swiss Fritz Zwicky menemukan bahwa galaksi di Kluster Koma bergerak terlalu cepat untuk dipertahankan bersama oleh massa yang dapat dilihat saja, menurut akun NASA. Pada tahun 1970-an, astronom Vera Rubin memperkuat kasus dengan menunjukkan bahwa bintang di tepi luar galaksi spiral mengorbit pada kecepatan yang tidak dapat dijelaskan oleh gravitasi materi yang terlihat.

ESA mencatat bahwa massa yang hilang dan tak terlihat dari galaksi tipikal adalah sekitar sepuluh kali lebih besar daripada massa bintang yang benar-benar dapat diamati oleh astronom di dalamnya. Salah satu bukti paling jelas adalah Kluster Peluru, di mana NASA mengatakan pengamatan 2006 menunjukkan distribusi massa yang terdeteksi melalui pelensaan gravitasi — pembengkokan cahaya oleh gravitasi — tidak selaras dengan gas panas yang terlihat dalam sinar-X, menunjukkan komponen massa yang tak terlihat.

Apa itu energi gelap?

Energi gelap adalah istilah NASA untuk tekanan misterius yang tampaknya mempercepat perluasan alam semesta, mendorong galaksi terpisah satu sama lain dengan laju yang meningkat. ESA mengatakan perluasan yang mempercepat adalah penemuan mengejutkan pada 1990-an, dan penyebabnya tetap tidak diketahui: ini bisa berupa properti konstan ruang kosong, gaya yang berubah seiring waktu, atau tanda bahwa teori gravitasi saat ini memerlukan revisi.

ESA mengutip perkiraan dari misi Planck-nya yang menunjukkan energi gelap berkontribusi sekitar 68% dari total konten materi-energi alam semesta — angka yang konsisten dengan rincian yang lebih luas dari NASA sekitar 68% energi gelap, 27% materi gelap, dan 5% materi biasa.

Mengapa ini sedang dipelajari sekarang

Pada April 2026, Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) mengumumkan bahwa ia telah menyelesaikan survei lima tahun yang direncanakan secara asli lebih awal dari jadwal, memetakan lebih dari 47 juta galaksi dan quasar — melampaui target asli 34 jutanya — plus 20 juta bintang Bimasakti, menghasilkan apa yang disebut kolaborasi sebagai peta 3D resolusi tinggi terbesar alam semesta yang pernah dibuat hingga saat ini, menurut pengumuman DESI sendiri.

Analisis data tiga tahun pertama DESI menemukan petunjuk bahwa energi gelap mungkin bukan konstanta kosmologis yang tetap tetapi dapat berubah kekuatannya seiring waktu kosmik, kata kolaborasi. Hasil energi gelap lengkap dari kumpulan data lima tahun lengkap DESI diharapkan pada 2027, dan survei akan terus diamati hingga 2028, memperluas jangkauan langitnya sekitar 20%.

Di sisi materi gelap, para ilmuwan dengan percobaan LUX-ZEPLIN (LZ) — detektor xenon cair yang dioperasikan oleh sekitar 250 peneliti dari 38 lembaga di Fasilitas Penelitian Bawah Tanah Sanford di South Dakota — melaporkan interaksi partikel yang tidak dapat dijelaskan tunggal yang terdeteksi pada 16 Juni 2023, disajikan pada 2026 di konferensi Astrofisika Partikel TeV di Jepang, seperti yang dilaporkan oleh Al Jazeera.

Para peneliti yang terlibat, termasuk Rick Gaitskell, mengatakan tim tidak ingin terburu-buru dengan data dan masih harus mengesampingkan kebisingan latar belakang sebelum memperlakukan sinyal sebagai deteksi materi gelap yang asli, menurut laporan yang sama.

Bagaimana para ilmuwan berencana mempersempitnya

Teleskop Ruang Nancy Grace Roman NASA dirancang untuk menyelidiki energi gelap menggunakan tiga metode: melacak pola yang disebut osilasi akustik barion yang tersisa dari alam semesta awal, mengamati ribuan supernova Tipe Ia di seluruh sejarah kosmik, dan mengukur pelensaan gravitasi lemah untuk memetakan bagaimana materi — termasuk materi gelap — didistribusikan, menurut deskripsi misi NASA.

Misi Euclid ESA mengejar tujuan yang sejajar: memetakan distribusi galaksi selama 10 miliar tahun terakhir di lebih dari sepertiga langit, bertujuan untuk mengukur laju perluasan alam semesta hingga akurasi lebih baik dari 10% dan menguji relativitas umum Einstein dalam presisi 2%, menurut ESA.