WASHINGTON - Bukti baru dari pengamatan yang membingungkan bahwa alam semesta mengembang lebih cepat dari yang diperkirakan telah membuat para ilmuwan merenungkan penyebabnya. Kemungkinan beberapa faktor yang tidak diketahui yang melibatkan komponen kosmik misterius energi gelap dan materi gelap.

Data selama dua tahun dari Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA kini telah memvalidasi temuan awal Teleskop Luar Angkasa Hubble bahwa laju ekspansi alam semesta lebih cepat - sekitar 8% - daripada yang diperkirakan. Hal itu berdasarkan apa yang diketahui para astrofisikawan tentang kondisi awal di kosmos dan evolusinya selama miliaran tahun. Perbedaan tersebut disebut Ketegangan Hubble.

Pengamatan oleh Webb, teleskop ruang angkasa paling canggih yang pernah digunakan, tampaknya menepis anggapan bahwa data dari pendahulunya Hubble entah bagaimana cacat karena kesalahan instrumen.

"Ini adalah sampel data Teleskop Webb terbesar - dua tahun pertamanya di ruang angkasa - dan ini mengonfirmasi temuan membingungkan dari Teleskop Ruang Angkasa Hubble yang telah kita hadapi selama satu dekade - alam semesta sekarang mengembang lebih cepat daripada yang dapat dijelaskan oleh teori terbaik kita," kata astrofisikawan Adam Riess dari Universitas Johns Hopkins di Maryland, penulis utama studi yang diterbitkan pada hari Senin di Astrophysical Journal.

"Ya, tampaknya ada sesuatu yang hilang dalam pemahaman kita tentang alam semesta," tambah Riess, peraih Nobel fisika tahun 2011 untuk penemuan bersama tentang percepatan perluasan alam semesta. "Pemahaman kita tentang alam semesta mengandung banyak ketidaktahuan tentang dua elemen - materi gelap dan energi gelap - dan keduanya membentuk 96% alam semesta, jadi ini bukan materi kecil."

"Hasil Webb dapat ditafsirkan untuk menunjukkan bahwa mungkin ada kebutuhan untuk merevisi model alam semesta kita, meskipun sangat sulit untuk menentukan apa ini saat ini," kata Siyang Li, seorang mahasiswa doktoral Johns Hopkins dalam astronomi dan astrofisika dan salah satu penulis studi.

Materi gelap, yang diperkirakan mencakup sekitar 27% alam semesta, adalah bentuk materi yang dihipotesiskan tidak terlihat tetapi disimpulkan ada berdasarkan efek gravitasinya pada materi biasa - bintang, planet, bulan, semua benda di Bumi - yang mencakup sekitar 5% alam semesta.

Energi gelap, yang diyakini mencakup sekitar 69% alam semesta, adalah bentuk energi yang dihipotesiskan yang meresap ke hamparan ruang yang luas yang melawan gravitasi dan mendorong percepatan ekspansi alam semesta.

Apa yang mungkin menjelaskan laju ekspansi yang tidak normal? "Ada banyak hipotesis yang melibatkan materi gelap, energi gelap, radiasi gelap - misalnya, neutrino (sejenis partikel subatomik yang samar) - atau gravitasi itu sendiri yang memiliki beberapa sifat eksotis sebagai kemungkinan penjelasan," kata Riess.

Para peneliti menggunakan tiga metode berbeda untuk mengukur metrik penanda tertentu - jarak dari Bumi ke galaksi tempat jenis bintang berdenyut yang disebut Cepheid telah didokumentasikan. Pengukuran Webb dan Hubble selaras.

Laju ekspansi alam semesta, angka yang disebut konstanta Hubble, diukur dalam kilometer per detik per megaparsec, jarak yang setara dengan 3,26 juta tahun cahaya. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, 5,9 triliun mil (9,5 triliun km).

Berdasarkan model standar kosmologi - pada dasarnya, kebijaksanaan konvensional mengenai alam semesta - nilai konstanta Hubble seharusnya sekitar 67-68. Data Hubble dan Webb memberikan nilai rata-rata sekitar 73, dengan kisaran sekitar 70-76.

Peristiwa Big Bang 13-14 miliar tahun lalu mengawali alam semesta, dan terus meluas sejak saat itu. Pada tahun 1998, para ilmuwan mengungkapkan bahwa perluasan ini sebenarnya semakin cepat, dengan energi gelap sebagai alasan yang dihipotesiskan.

Penelitian baru ini mengamati data Webb yang mencakup sekitar sepertiga dari seluruh galaksi relevan Hubble. Para peneliti pada tahun 2023 mengumumkan bahwa data Webb sementara sebelumnya memvalidasi temuan Hubble.

Jadi, bagaimana misteri Ketegangan Hubble ini dapat dipecahkan?
"Kita memerlukan lebih banyak data untuk mengkarakterisasi petunjuk ini dengan lebih baik. Seberapa besar sebenarnya (perbedaan) itu? Apakah ketidaksesuaian itu berada di batas bawah - 4-5% - atau batas atas - 10-12% - dari apa yang dimungkinkan oleh data saat ini? Dalam rentang waktu kosmik berapakah ketidaksesuaian itu terjadi? Ini akan semakin menginformasikan gagasan," kata Riess.