Nama proyek baru ini adalah Instrumen Spektroskopi Energi Gelap (DESI). Namun demikian, energi gelap sama sekali tidak terlihat dan tidak mengeluarkan cahaya yang dapat dikumpulkan dan dianalisis oleh spektograf. Ia tidak pernah terlihat sama sekali—bahkan dengan eksperimen teleskop dan detektor tercanggih kami, ia menghindari setiap upaya untuk mengambil gambar atau menangkapnya.
Sejauh yang kita ketahui, energi gelap adalah entitas yang tidak dapat dibedakan yang tersebar luas di seluruh ruang dan tidak berinteraksi dengan cahaya atau materi sama sekali. Dengan mekanisme yang belum diketahui, satu-satunya tujuan yang dapat dia capai adalah mempercepat penyebaran ruang angkasa.
Bagaimana rilis data awal DESI yang ditunggu-tunggu dapat mengubah pemahaman kita tentang energi gelap?
Karena energi gelap hanya merentangkan ruang-waktu, hanya ada sedikit pengamatan yang dapat kita lakukan tentang sesuatu yang sangat sulit dipahami seperti energi gelap. Menguji berbagai teori tentang sifat energi gelap memerlukan mengetahui bagaimana peregangan ini terjadi sepanjang ruang angkasa.
Caranya adalah dengan memetakan sejarah perluasan Alam Semesta. Ini dapat dilakukan dengan melihat seberapa cepat materi terbentuk menjadi galaksi dan cluster di titik-titik tertentu di masa lalu alam semesta kita.
Mengukur laju ekspansi umumnya bergantung pada pembuatan peta materi 3D yang sangat presisi di kosmos; memetakan banyak galaksi jauh, quasar (emisi terang dari sekitar lubang hitam supermasif) atau gas antargalaksi, dan informasi tentang pergerakan setiap objek.
Di sinilah peran spektroskopi. Dengan menganalisis spektrum cahaya, kita dapat melihat seberapa besar spektrum cahaya tersebut diregangkan ketika sumbernya menjauh dari kita akibat ekspansi kosmik. Menghubungkan tingkat ekspansi terukur dengan jarak fisik yang tepat dapat memberi kita informasi berharga tentang evolusi kosmos kita (bersama dengan beberapa peta yang sangat keren).
Pemodelan DESI yang baru dirilis membuat heboh dengan mengisyaratkan bahwa energi gelap mungkin memiliki sejarah yang lebih rumit daripada yang biasanya kita asumsikan. Jika petunjuk-petunjuk ini benar, maka mereka dapat membentuk kembali pemahaman kita tidak hanya tentang sejarah alam semesta, tapi juga tentang nasib akhir kosmik kita.
Model kosmologi konkordansi merangkum model kerja alam semesta dan konstituennya yang merupakan perkiraan terbaik kita saat ini. Dalam model ini, energi gelap adalah sebuah konstanta kosmologis: sebuah properti yang melekat pada ruang-waktu, seragam dan tidak berubah, yang pada dasarnya hanya menciptakan sedikit kelenturan pada setiap bagian ruang.
Dengan energi gelap sebagai konstanta kosmologis, kepadatan energi gelap yang teramati akan selalu tetap sama sepanjang waktu. Berbeda dengan materi yang mencair ketika ruang di dalamnya membesar akibat ekspansi kosmik, semakin banyak ruang berarti semakin banyak konstanta kosmologis yang terkandung dalam ruang tersebut.
Pengukuran menyeluruh dari sejarah ekspansi energi gelap dapat menunjukkan perubahan tersebut jika energi gelap adalah sesuatu yang dinamis, yang berarti bahwa kepadatan atau perilakunya berubah seiring waktu.
Dalam kebanyakan kasus, DESI dan survei lainnya melaporkan hasil energi gelap dalam bentuk parameter “persamaan keadaan”, atau w. Jika energi gelap adalah konstanta kosmologis, kita berharap w = –1 sepanjang waktu; jika w tidak sama dengan w, atau jika w tampaknya meningkat atau menurun, energi gelap pasti adalah sesuatu yang lain.
Hasil DESI menawarkan teka-teki menarik. Ketika w diasumsikan konstan, nilai –1 sesuai dengan hasilnya. Namun, ketika analisis diubah untuk memungkinkan w berubah, hasil baru DESI tampak berbeda. Data tersebut tampaknya paling cocok dengan variasi w, yang lebih rendah di masa lalu dan akan lebih tinggi di masa depan, ketika digabungkan dengan kumpulan data survei supernova lainnya.
Tidak ada yang tahu apa efeknya pada kosmos kita. Untuk konstanta w, segala sesuatu yang kurang dari -1 disebut “energi gelap hantu”. Ini adalah istilah yang tidak baik karena menunjukkan energi gelap yang dapat menghancurkan galaksi, tata surya, bintang, dan bahkan alam semesta itu sendiri di masa depan yang jauh.
Para ahli teori tidak menyukai energi gelap hantu karena tampaknya melanggar beberapa prinsip fundamental yang mungkin ada di kosmos. Meskipun temuan baru ini menunjukkan bahwa ada pergeseran dari rezim hantu, hal ini tampaknya menunjukkan bahwa prinsip-prinsip tersebut mungkin dilanggar di masa lalu kosmos, yang akan membuat banyak ahli teori bingung.
Jika w benar-benar meningkat, itu bisa menunjukkan bahwa energi gelap secara bertahap menjadi kurang penting. Hal ini memiliki kemampuan untuk mengubah masa depan alam semesta kita dengan cara yang halus namun menarik. Salah satu hasilnya mungkin adalah bahwa alam semesta tidak akan berkembang lebih cepat di masa depan. Namun, itu mungkin tidak memungkinkan untuk berbalik atau berhenti sama sekali.
Hasil dari DESI masih sebatas petunjuk, yang mungkin akan hilang pada penelitian selanjutnya. Namun, mungkin saja energi gelap menemukan cara baru untuk mengejutkan kita.