Data Supernova Menguji Energi Gelap Konstan, Belum Membantah Ekspansi Dipercepat

Pembacaan paling hati-hati atas hasil-hasil baru ini adalah: yang sedang diuji ialah energi gelap konstan, bukan bahwa percepatan ekspansi alam semesta telah dibantah.

Supernova Type Ia dipakai sebagai “lilin standar yang dapat dikalibrasi”. Dari kecerlangannya, astronom dapat memperkirakan jarak kosmik dan menyusun riwayat pemuaian alam semesta. Namun, pengukuran itu bergantung pada koreksi terhadap lingkungan supernova dan kemungkinan perubahan sifatnya. Di situlah pusat perdebatan saat ini.

Analisis ulang Pantheon+: pengaruh usia bintang leluhur

Tim TIFR–Oxford meninjau kembali katalog Pantheon+ dengan menerapkan koreksi yang mengaitkan kecerlangan terstandarkan supernova Type Ia dengan usia populasi bintang leluhurnya. Dalam analisis kosmografi mereka, koreksi ini menggeser komponen rata-rata segala arah (monopole) dari parameter perlambatan ke nilai positif, yang berarti menuju perlambatan. Sementara itu, komponen lokal yang bergantung arah (dipole) hampir tidak berubah dan dikaitkan dengan aliran gerak skala besar. 3

Hasil tersebut tidak otomatis berarti percepatan kosmik hanyalah ilusi. Artinya, jika kecerlangan supernova memang berubah menurut usia sistem leluhurnya dan dampaknya belum dimodelkan secara tepat, kesimpulan tentang riwayat ekspansi alam semesta dapat ikut berubah.

Besarnya koreksi usia ini sendiri masih diperdebatkan. Studi sebelumnya menyimpulkan bahwa setelah ketidakpastian ditangani lebih lengkap, hubungan tersisa antara usia dan kecerlangan konsisten dengan nol pada sampel yang diuji. 12 Inilah jenis persoalan sistematik yang perlu diselesaikan sebelum perubahan kalibrasi dapat dianggap sebagai penemuan kosmologis.

Mengapa kesimpulan “tidak ada percepatan” belum diterima

Penafsiran atas Pantheon+ belum final. Sebuah analisis ulang terhadap 1.564 supernova melaporkan adanya kesalahan koordinat dalam pengujian belahan langit. Setelah diperbaiki, sampel lengkap tetap menunjukkan rezim percepatan, bahkan sesudah koreksi usia leluhur yang digunakan oleh pihak lain diterapkan. 2

Hasil akhir sampel lima tahun Dark Energy Survey (DES) juga menyatakan bahwa, dalam kerangka ΛCDM datar dan dengan ketidakpastian sistematik diperhitungkan, data supernova memerlukan percepatan pada tingkat keyakinan lebih dari 5σ. Studi itu menemukan energi gelap masih konsisten dengan konstanta kosmologis dalam kisaran sekitar 2σ. 27

Jadi, persoalannya bukan sekadar “alam semesta dipercepat atau tidak”. Ada persoalan metodologis yang lebih rinci: seberapa baik model evolusi supernova, kalibrasi, seleksi objek, serta gerak lokal harus ditangani sebelum menarik kesimpulan global.

Katalog 2.884 supernova: energi gelap mungkin berubah

Arah penelitian lain tidak serta-merta menolak percepatan. Katalog gabungan Unite, yang menyatukan Pantheon+ dan DES-SN5YR, berisi 2.884 kandidat supernova Type Ia dan disebut sebagai kumpulan data supernova Type Ia paling lengkap serta konsisten secara internal saat ini. 34

Analisis katalog tersebut dilaporkan menunjukkan preferensi terhadap energi gelap yang berubah sepanjang waktu kosmik, alih-alih nilai Λ yang benar-benar konstan. Ini masih berupa petunjuk, bukan pembuktian, dan hasilnya bergantung pada model kosmologi serta kombinasi data yang digunakan. 37

Arahnya serupa dengan temuan DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), proyek yang memetakan struktur galaksi melalui jejak osilasi akustik baryon atau BAO. Data BAO DESI saja masih konsisten dengan persamaan keadaan energi gelap konstan, dengan (w=-0{,}99^{+0{,}15}_{-0{,}13}). Namun ketika digabungkan dengan data radiasi latar gelombang mikro kosmik (CMB) atau supernova Type Ia, lalu (w) diizinkan berubah terhadap waktu, muncul preferensi untuk parameter energi gelap dinamis. 25

Apa arti semua temuan ini?

Dua jalur riset tersebut mengarah pada beberapa kemungkinan yang berbeda, tetapi sama-sama menuntut pengujian ketat:

• Bias sistematik pada supernova: usia leluhur, sifat galaksi inang, debu, kalibrasi, pemilihan sampel, dan struktur lokal dapat menggeser jarak yang disimpulkan dari supernova Type Ia.
• Energi gelap tidak tetap: percepatan bisa saja nyata, tetapi menggambarkannya dengan konstanta kosmologis Λ yang tidak berubah mungkin terlalu sederhana.
• Efek lokal atau bergantung arah: komponen dipol dapat mencerminkan gerak pengamat lokal atau aliran materi skala besar, bukan pelanggaran isotropi kosmologis pada skala fundamental.

Tak satu pun dari kemungkinan itu berarti model ΛCDM runtuh secara menyeluruh. Model ini masih menjadi kerangka kerja utama kosmologi observasional. Namun, asal fisik energi gelap dan materi gelap belum diketahui, sehingga setiap ketegangan data maupun sinyal penyimpangan perlu diperiksa dengan sangat ketat.

Peran Rubin Observatory

Survei sepuluh tahun Legacy Survey of Space and Time (LSST) dari Vera C. Rubin Observatory berpotensi membuat perdebatan ini jauh lebih tegas. Sejumlah proyeksi memperkirakan LSST dapat menghimpun sekitar 100.000 supernova Type Ia hingga pergeseran merah (z=1), sehingga memberi daya statistik yang jauh lebih besar untuk mengukur riwayat ekspansi. 40

Keunggulannya bukan hanya jumlah data. Sampel yang lebih besar dan lebih seragam, informasi yang lebih baik tentang galaksi inang, serta cakupan langit yang lebih luas dapat menguji apakah koreksi usia dan anomali arah benar-benar berulang. Selama survei, Rubin diproyeksikan mengukur puluhan ribu kurva cahaya supernova Type Ia dengan baik. 49

Kesimpulannya: data baru menambah tekanan pada asumsi paling sederhana bahwa energi gelap adalah Λ yang konstan. Namun, data itu belum cukup untuk menyatakan bahwa alam semesta tidak mengembang semakin cepat. Jawabannya akan bergantung pada apakah survei berikutnya dapat membedakan fisika kosmik yang nyata dari bias astrofisika yang halus pada supernova.