Apa itu materi gelapmengapa galaksi membutuhkan massa yang tak terlihat
Materi gelap membentuk lebih dari 80% materi alam semesta, namun tak seorang pun tahu apa itu. Riset nyata di balik akhir Cosmos Era "Apa itu materi gelap".
Materi gelap menyusun lebih dari 80% materi di alam semesta, dan galaksi memang terbentuk di dalam halo materi gelap. Ia hanya terdeteksi lewat gravitasi, dan hakikatnya belum diketahui. Akhir “Apa itu materi gelap” dalam game menawarkan jawaban fiktif: materi gelap adalah peradaban dari alam semesta sebelumnya. Jawaban itu karangan. Pertanyaannya sendiri adalah salah satu misteri terbesar yang belum terpecahkan dalam sains nyata.
Halaman ini lebih dulu menjelaskan cara membuka akhir ini, lalu mengikuti sejarah materi gelap secara berurutan: usulan pertama pada 1933, rotasi galaksi pada 1970, Gugus Peluru pada 2006, dan terakhir eksperimen besar pada 2025 yang tidak menemukan sinyal.
Cara membukanya
- Petunjuk: Materi gelap tidak memancarkan cahaya dan tidak berkata apa-apa. Mungkin ia hanya menunggu seseorang yang mau mendengarkan.
- Syarat: Kumpulkan ketujuh kartu riset materi gelap, buka Halo materi gelap, Galaksi katai, Gugus galaksi, dan Lensa gravitasi, lalu buka “Berbicara dengan materi gelap” dan saksikan akhir alam semesta.
- Hadiah: “Warisan era” diganti nama menjadi “Tangan Leluhur”, dan eksponen warisan naik 0,1 secara permanen.
Akhir ini masuk kategori Fisika. Ketujuh kartu riset yang dibutuhkan adalah makalah dalam sejarah materi gelap yang tercantum di bawah. Tugas simpul “Berbicara dengan materi gelap” adalah menyatukan semua bukti tentang materi gelap dan mendengarkan rentetan peristiwa berenergi rendah itu.
Bagaimana materi gelap ditemukan
Kisah materi gelap dibangun dari langkah-langkah berikut.
- Usulan pertama (1933): Fritz Zwicky menemukan bahwa galaksi-galaksi di Gugus Koma bergerak terlalu cepat dan mengusulkan adanya "materi gelap". Gagasan itu diabaikan selama puluhan tahun (Zwicky, Helvetica Physica Acta, 1933).
- Rotasi galaksi (1970): Bagian luar Galaksi Andromeda berotasi terlalu cepat, jadi sejumlah besar materi tak terlihat pasti memberi gravitasinya. Materi gelap tak lagi sekadar dugaan (Rubin dan Ford, The Astrophysical Journal, 1970).
- Materi gelap "dingin" (1984): Jika materi gelap "dingin", yakni bergerak lambat, galaksi terbentuk dari bawah ke atas, sesuai dengan pengamatan (Blumenthal, Faber, Primack dan Rees, Nature, 1984).
- Bentuk halo (1996): Simulasi komputer menunjukkan bahwa halo materi gelap dingin, dari galaksi katai hingga gugus galaksi, mengikuti kurva kerapatan yang sama. Kurva itu kemudian dinamai menurut ketiga penulisnya (Navarro, Frenk dan White, The Astrophysical Journal, 1996).
- Gugus Peluru (2006): Setelah dua gugus galaksi bertabrakan, gas tertinggal di tengah sementara pusat gravitasi bergeser ke kedua sisi. Materi gelapnya "terlempar keluar". Judul makalahnya menyebut ini bukti empiris langsung materi gelap (Clowe dkk., The Astrophysical Journal Letters, 2006).
Seberapa banyak di alam semesta?
Satelit Planck mengukur fluktuasi kecil pada latar gelombang mikro kosmik: materi biasa menyusun sekitar 5% dari total energi alam semesta, materi gelap sekitar 27%, dan sisanya energi gelap. Tim yang sama juga memberikan parameter kosmologi paling presisi sejauh ini: umur sekitar 13,8 miliar tahun, dan materi biasa hanya sekitar 5% (Kolaborasi Planck, Astronomy & Astrophysics, 2020).
Apa itu? Tak ada yang tahu
Sebuah eksperimen yang menunggu partikel materi gelap dengan 7 ton xenon cair, sekitar 1,5 km di bawah tanah, tidak menemukan sinyal dan menetapkan batas paling ketat sejauh ini. Hakikat materi gelap tetap tidak diketahui (Kolaborasi LZ, Physical Review Letters, 2025). Di sinilah kenyataan dan game berpisah jalan: game memberi "jawaban", sedangkan kenyataan belum punya.
Fiksi game, bukan nyata
"Materi gelap adalah peradaban dari alam semesta sebelumnya" adalah fiksi. Game memakai gagasan itu untuk menebak secara berani atas pertanyaan ilmiah yang sudah dikenal.
Riset nyata terkait
Setiap butir dalam sejarah materi gelap di atas adalah riset nyata yang terkait. Semuanya fondasi sains di balik akhir ini, bukan bukti bahwa materi gelap adalah sebuah peradaban. Yang terakhir paling layak diingat: tujuh ton xenon cair tidak menemukan sinyal, yang menunjukkan bahwa pencarian nyata materi gelap masih jauh dari selesai.
Ingin membaca aslinya? Cari judul-judul ini
- Zwicky (1933): "Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln", kira-kira "Pergeseran merah nebula ekstragalaktik"
- Rubin dan Ford (1970): "Rotation of the Andromeda Nebula from a spectroscopic survey of emission regions"
- Blumenthal dkk. (1984): "Formation of galaxies and large-scale structure with cold dark matter"
- Navarro dkk. (1996): "The structure of cold dark matter halos"
- Clowe dkk. (2006): "A direct empirical proof of the existence of dark matter"
- Kolaborasi Planck (2020): "Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters"
- Kolaborasi LZ (2025): "Dark matter search results from 4.2 tonne-years of exposure of the LUX-ZEPLIN (LZ) experiment"
Dasar nyata
Materi gelap menyusun sedikit lebih dari 80% materi alam semesta, dan galaksi memang terbentuk di dalam halo materi gelap; ia hanya terdeteksi lewat gravitasi, dan apa sebenarnya ia masih belum diketahui.
Bicara dengan materi gelap: Satukan semua bukti tentang materi gelap dan dengarkan rangkaian peristiwa berenergi rendah itu.
Riset terkait
Studi-studi ini berkaitan dengan topik ini tetapi bukan bukti langsung untuk halaman ini.
Resep alam semesta: Satelit Planck memberikan parameter kosmologi paling tepat sejauh ini: usia sekitar 13,8 miliar tahun, dengan materi biasa hanya sekitar 5%.
Sumber: Planck Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2020, "Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters"
Massa tak terlihat: Tepi galaksi Andromeda berputar terlalu cepat, sehingga pasti ada banyak materi tak terlihat yang menyediakan gravitasi. Materi gelap tak lagi sekadar dugaan.
Sumber: Rubin & Ford, The Astrophysical Journal 1970, "Rotation of the Andromeda Nebula from a spectroscopic survey of emission regions"
Usulan pertama materi gelap: Zwicky menemukan bahwa galaksi di Gugus Coma bergerak terlalu cepat dan mengusulkan adanya “materi gelap”. Gagasan itu diabaikan selama puluhan tahun.
Sumber: Zwicky, Helvetica Physica Acta 1933, "Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln"
Gugus Peluru: Setelah dua gugus galaksi bertabrakan, gasnya tertinggal di tengah sementara pusat gravitasinya berada di kedua sisi. Materi gelap seperti “terlempar” keluar.
Sumber: Clowe et al., The Astrophysical Journal Letters 2006, "A direct empirical proof of the existence of dark matter"
Materi gelap dingin: Jika materi gelap “dingin” dan bergerak lambat, galaksi berkumpul dari bawah ke atas selangkah demi selangkah, yang sesuai dengan pengamatan.
Sumber: Blumenthal, Faber, Primack & Rees, Nature 1984, "Formation of galaxies and large-scale structure with cold dark matter"
Bentuk halo materi gelap: Simulasi komputer menunjukkan bahwa halo materi gelap dingin, dari galaksi kerdil sampai gugus galaksi, semuanya mengikuti profil kerapatan yang sama. Profil itu kemudian dinamai menurut tiga penulisnya.
Sumber: Navarro, Frenk & White, The Astrophysical Journal 1996, "The structure of cold dark matter halos"
Resep alam semesta: Satelit Planck mengukur fluktuasi kecil pada latar belakang gelombang mikro kosmik: materi biasa menyusun sekitar 5% dari total energi alam semesta, materi gelap sekitar 27%, dan sisanya energi gelap.
Sumber: Planck Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2020, "Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters"
Tujuh ton xenon cair: Sekitar 1,5 km di bawah tanah, 7 ton xenon cair menunggu partikel materi gelap dan tidak melihat sinyal, menetapkan batas paling ketat sejauh ini. Apa itu materi gelap masih belum diketahui.
Sumber: LZ Collaboration, Physical Review Letters 2025, "Dark matter search results from 4.2 tonne-years of exposure of the LUX-ZEPLIN (LZ) experiment"
Fiksi game (rekaan)
- Materi gelap sebagai peradaban alam semesta sebelumnya adalah fiksi.
- Simpul "Bicara dengan materi gelap": kumpulkan ketujuh kartu riset materi gelap, dan buka cabang materi gelap Pohon Kosmos (halo materi gelap, galaksi kerdil, gugus galaksi, pelensaan gravitasi).