Kredit : profesor kimi-A! teman masa di UMT dulu
Prof Dr. Ku Halim Ku Bulat
Mohon halal ilmu ya Prof
JIKA MERENUNG BINTANG DI LANGIT, JANGAN LUPA RUMPUT DI BUMI!
Hari ini kita nak sembang santai pasal Jirim Gelap (Dark Matter) dan Tenaga Gelap (Dark Energy).
Ayahku pasti semua orang dah biasa dengar kedua-dua istilah tersebut..bagus la jika begitu. Sebabnya, dia ada sekitar kita dan kita tak pernah sedar kehadirannya kan..atau memang kedua-duanya tidak wujud pun..ha ha..itu lagi menarik!
Dark matter dan dark energy ni mengambil 95% dari tenaga yg ada di Alam Semesta kita dan kita tak nampak kedua-duanya. Dark Matter = 25% dan Dark Energy =70%.
Semua yang kita nampak saperti ayam, itik, kereta, manusia, Bumi, Bulan, Matahari, asteroid, semua planet, semua bintang di dalam Galaksi Bima Sakti (Milky Way), semua galaksi di dalam Alam Semesta kita ni atau kita panggil “Jirim Biasa/Normal Matter” atau kita panggil barionik/baryonic ini hanya mewakili tak sampai pun 5% dari jumlah tenaga dalam alam ini..aduyai..kecilnya kita kan!
Soalan: Bagaimana boleh digabungkan jisim (normal matter, dark matter) dan tenaga (dark energy) ni ayahku..kan ke mereka berbeza?
Inilah yg istimewanya persamaan hasil penemuan saintis terkenal kita “Albert Einstein” kita: E = mc^2 pada tahun 1905 melalui “Theory of Special Relativity”. Di mana E adalah energy atau tenaga, m adalah mass atau jisim dan c adalah pemalar iaitu kelajuan cahaya di dalam vakum.
Nilai c secara penghampirannya adalah 300,000 km/s. Jika nak guna dalam pengiraan, nilai c perlu tepat iaitu c = 2.99792458E+8 m/s.
Persamaan Einstein itu membolehkan kita menukar jisim (m) kepada tenaga (E) atau sebaliknya dari tenaga kepada jisim melalui m = E/c^2.
Soalan: Apa sebenarnya Dark Matter ni?
Dark Matter adalah suatu bahan yang tidak memancarkan, menyerap atau membiaskan cahaya. Maknanya dark matter bukan lah bahan biasa yg kita panggil barionik saperti proton dan neutron. Jika dark matter terdiri dari kuark (quark) pun, mungkin melalui gabungan yg lain dari proton dan neutron kita.
Untuk makluman, baryon adalah bahan yg dibentuk melalui gabungan 3 kuark spt proton dan neutron. Nak senang ceritanya, dark matter ini bukan terdiri dari atom biasa la gitew!
Dari segi peratusannya, dark matter mengandungi 5 kali ganda dari jisim biasa (5% vs 25%)…dan kita tak nampak kehadirannya..aduyai..pelik kan!
Soalan: Dah jika kita tak nampak, bagaimana pulok kita tahu dia wujud ayahku? Pelik nih!
Tapi sebelum ayahku cerita tentang hal-hal galaksi tu, elok kita tengok dulu berapa kelajuan planet-planet di dalam Sistem Solar kita mengelilingi Matahari (Bintang kita). Ayahku guna unit km/s.
Kita mula dari yg paling dekat dgn Matahari. Mercury (47.87); Venus (35.02); Earth (29.78); Mars (24.08); Jupiter (13.07); Saturn (9.69); Uranus (6.81) dan Neptune (5.43). Jika kita masukkan Pluto juga, kelajuannya mengelilingi Matahari adalah 4.74 km/s.
Apa yang kita dapat cerap? Yez my dear..anda semua bijak! Syabas! Makin jauh planet tu dari Matahari, maka dia akan bergerak lebih perlahan mengelilingi Matahari/Bintang.
Jadi secara ringkasnya, saintis mempercayai bahawa wujud Dark Matter di alam Semesta ini berdasarkan beberapa kesan yg boleh kita lihat lah:
1. Kajian menunjukkan bahawa bintang-bintang dalam galaksi kita (Milky Way) dan juga dalam galaksi lain yg berbentuk spiral macam kita (Andromeda, Whirlpool) bergerak mengelilingi pusat galaksi pada kadar yg hampir sama…tak kira dia dekat atau jauh dari pusat galaksi. Wallahu a’lam! Sungguh bijak Sang Pencipta!
Jadi saintis percaya, pasti ada sesuatu Jisim yang agak besar yg mewujudkan tarikan “gravity” sekuat itu.
Untuk makluman, Matahari bersama planet kita ini mengelilingi Pusat Galaksi pada kelajuan 250km/s dan mengambil masa kira-kira 250 juta tahun untuk melengkapkan satu pusingan bagi galaksi kita yg mempunyai diameter lebih kurang 100,000 tahun cahaya..aduyai.
Kita ni pulok (Sistem Solar kita) berada tak berapa jauh juga dengan Pusat Galaksi kita iaitu 25,000 tahun cahaya je…kira kat pinggir bandar la jugak kita nih! He he..
Emm..tentu ramai kita yg dah tahu kan yg Milky Way kita ni ada 4 tangan major: Persues, Sagittarius, Centaurus dan Cygnus. Kita berada pada tangan kecil di antara dua tangan besar iaitu Tangan Perseus dan Tangan Sagittarius yg dinamakan “Orion Spur”…hu hu.
2. Begitu juga perkara yg pelik juga berlaku dalam kluster beberapa galaksi. Semua galaksi dalam kluster (kelompok) tersebut seolah-olah dipegang oleh sesuatu Jisim yg amat kuat menyebabkan mereka kekal di situ dan tak merayap ke tempat lain. Lagi pun jika kita lihat kluster galaksi tu mereka seolah-olah berbentuk filamen sahaja, banyak ruang kosong..so pasti ada sesuatu yg memegang mereka! Tapi kita tak nampak!
Jadi bahan yg kita tak nampak yg memegang objek di Alam Semesta itu kita panggil “Dark Matter”.
3. Saintis percaya, suatu masa nanti kita akan dapat mencerap kesan dari kehadiran Dark Matter ini – kemungkinan dari “Gravitational Lensing”.
Mungkin ada yg bertanya apa mendenya tu my dear? Emm..beginilah senang ceritanya! Jika ada dark matter atau apa-apa objek yg melintasi mana-mana bintang atau galaksi, maka kita akan tetiba nampak bintang yg di belakang tu akan menjadi 3-4 biji atau kita akan nampak saperti suatu lengkungan atau bulatan cahaya mengelingi dark matter atau objek tadi.
Ini adalah akibat cahaya akan membengkuk apabila melalui sesuatu objek yg membuat lekukan pada fabrik space-time kita.
Perkara yg sama juga akan berlaku terhadap sesuatu galaksi atau sesuatu kluster galaksi.
Fuuh cukup dah tu untuk Dark Matter!
Soalan: Apa dia pulok Dark Energy ni ayahku?
Ayahku cerita ringkas jer lah…nanti pengsan pulok nak baca..
Jika Dark Matter mempunyai kuasa gravity menarik objek supaya menjadi dekat dengannya, tetapi Dark Energy pulok memberi kesan sebaliknya iaitu menolak atau menahan daripada sesuatu system itu runtuh.
Satu contoh yg paling mudah la..kita tahu yg ada sesuatu kuasa menarik semua galaksi untuk menjadi semakin dekat antara satu sama lain (dark matter & normal matter), tapi kenapa galaksi tersebut tidak terus berkumpul dan melanggar antara satu sama lain untuk mendekati pusat tarikan tadi.
Saintis percaya ada satu kuasa besar yg menolak semua galaksi dari runtuh..dan kuasa itu dinamakan “Dark Energy”.
Jadi, dark energy bertindak berlawanan dari kuasa gravity atau kuasa dari dark matter tadi. Dark energy juga dipercayai menyebabkan Alam Semesta kita berkembang (expansion). Saintis juga mendapati bahawa galaksi lain skrg ni bergerak menjauhi galaksi kita semakin cepat..emm..tak tau la merajuk pasal apa! Hu hu…
Soalan: Apa jadi ayahku jika pengaruh Dark Energy mengatasi Graviti dari Normal & Dark Matter nih?
Aduyai..takut nak sebut my dear. Kesan yg paling senang adalah jika malamnya kita tidur atas katil di atas lantai..paginya apabila kita sedar kita dapati katil tidur atas kita di atas siling rumah..itu pun nasib baik jika kita masih ada umah yg masih melekat di Bumi..hu hu.
Jadi itulah kuasa Sang Pencipta my dear. Yang Maha Kuasa telah mengaturkan segalanya untuk kita..ada normal matter (rumput yg kita pijak dan kita ni semua termasuk cakerawala), ada dark matter dan ada juga dark energy yg telah disusun tugas masing-masing seadanya..tak boleh lebih dan tak boleh kurang. MasyaAllah.
Sehingga sekarang ni, saintis pun masih belum menemui dark matter dan dark energy ni pong..jadi kita pun tak tahu samada mende ni wujud atau tidak..atau hanya ketidak fahaman sistem alam yg sebenarnya..mungkin formula kita di Bumi tidak boleh dipakai di luar sana atau hukum-hukum fizik dan kimia di luar sana sangat berbeza dari fahaman kita di Bumi. Wallahu a’lam.
Ayahku rasa cukup dulu la nih. Harap ada manfaatnya.
Terima kasih.
Nota:
Sumber foto dari Google.
