News

Astronom Vera Rubin dan Misteri Materi Gelap yang Mengisi Alam Semesta

[Foto: Celebiography.com]
Dalam sebuah galaksi yang berbentuk spiral, rasio antara materi gelap dengan materi terang adalah satu banding sepuluh. Itulah rasio yang baik untuk menggambarkan pengetahuan dan ketidak-tahuan kita. We’re out of kindergarten, but only in about third grade.”

—Vera Rubin

Astronom wanita Vera Rubin yang terkenal dengan penelitiannya terkait materi gelap di luar angkasa, telah menghembuskan nafas terakhirnya pada hari Minggu, 25 Desember 2016 malam. Wanita yang menghabiskan masa tuanya di Philadelphia, Amerika Serikat tersebut meninggal pada usia 88 tahun.

Rubin dikenal sebagai astronom yang berjasa dalam penemuan bukti adanya materi gelap. Materi semacam itu tak pernah diobservasi secara khusus sebelumnya, dan diperkirakan menempati 25 persen ruang di alam semesta. Namun Rubin meyakini materi gelap sebetulnya menempati hampir 90 persen ruang di sistem tata surya.

Penemuan dan pencapaian Rubin ini sangat istimewa, karena terjadi di masa ketika wanita kesulitan mendapat tempat dan pengakuan di tengah komunitas sains. Wanita yang lulus dari Vassar College jurusan astronomi pada tahun 1948 ini sebelumnya pernah ditolak ketika ingin mengambil program sarjana jurusan astronomi di Universitas Princeton, salah satu universitas bergengsi di Amerika Serikat yang tidak menerima pendaftar perempuan hingga tahun 1975.

Baca Juga:  Stephen Hawking: 1000 Tahun Mendatang, Manusia Tidak Bisa Lagi Hidup di Bumi

Pada tahun 1981, Rubin menjadi astronom wanita pertama yang diakui oleh Akademi Sains Nasional Amerika Serikat (NAS). Ia juga sempat memenangkan penghargaan National Medal of Science, walaupun menurut kabar dirinya tak tergerak oleh status ataupun pengakuan dalam bekerja.

“Ketenaran hanyalah sesaat,” kata Rubin, seperti yang dipajang di Hall of Fame Vassar College. “Angka-angkaku lebih berharga bagiku daripada namaku. Jika para astronom masih menggunakan dataku bertahun-tahun setelah saat ini, itu adalah pujian tertinggi bagiku.”

Sejak kecil, Rubin memang telah tertarik dengan dunia sains. Pada usia 10 tahun, dia sangat mengagumi bintang-bintang. Saat itu, Rubin kecil sering mengamati bintang-bintang yang gemerlapan di langit malam melalui jendela kamarnya yang menghadap ke utara, di rumahnya di Washington D.C.

Walaupun ayah Rubin meragukan pilihan anaknya untuk berkarier di bidang astronomi, ia mendukung anaknya dengan menyumbang dana untuk membeli teleskop pertamanya, dan menemani Rubin ke pertemuan-pertemuan astronom amatir. Rubin kemudian mendapat beasiswa untuk belajar di sekolah wanita bergengsi Vassar College, dan lulus dari jurusan astronomi pada 1948.


Setelah ditolak masuk Princeton, Rubin tak putus asa. Dia mendaftar di Cornell, di mana dia belajar fisika dalam bimbingan Philip Morrison, Richard Feynman, dan Hans Bethe. Rubin kemudian masuk Georgetown University dan mendapat gelar Ph.D. pada tahun 1954.

Baca Juga:  Penelitian: Di Bulan Kemungkinan Terdapat Lebih Banyak Air

Rubin sempat menjadi dosen selama beberapa tahun di Georgetown, namun berhenti untuk menjadi peneliti di Carnegie Institution di Washington, salah satu lembaga yang memiliki program astronomi terbaik di AS. Di sana, dia bekerja bersama Kent Ford, astronom yang mengembangkan spektometer yang sangat sensitif.

Rubin dan Ford menggunakan spektometer untuk menyebarkan spektrum cahaya yang berasal dari bintang di bagian-bagian yang berbeda di galaksi spiral. Perhitungan Rubin menunjukkan bahwa galaksi terdiri atas sepuluh kali lipat kegelapan yang bisa diperkirakan dengan bintang-bintang yang terlihat. Singkatnya, terdapat setidaknya 90 persen dari massa dalam tata surya, dan di alam semesta, yang tak terlihat dan tak teridentifikasi.

Ketika Rubin dan Ford mulai melakukan observasi Doppler dari kecepatan orbital dari tata surya spiral, mereka menemukan sesuatu yang mengejutkan. Bintang-bintang yang berada jauh dari pusat galaksi, di daerah luar yang jarang terdapat benda langit lain, bergerak secepat bintang-bintang yang dekat dengan benda langit lainnya. Ini aneh, karena massa terlihat dari galaksi semacam itu tidak memiliki cukup gravitasi untuk menahan bintang bergerak cepat seperti di orbit. Harus ada sejumlah besar materi tak terlihat di daerah luar galaksi, di mana bintang yang terlihat relatif sedikit. Rubin dan Ford terus mempelajari enam puluh galaksi spiral lainnya, dan selalu menemukan hal yang sama.

Baca Juga:  Pesawat Luar Angkasa Milik Badan Antariksa Jepang Berhasil Abadikan Foto Gelombang Gravitasi di Planet Venus

“Apa yang Anda lihat dalam galaksi spiral,” Rubin menyimpulkan, “tidak mencerminkan keadaan sebenarnya.”

Lalu Rubin ingat dengan sesuatu yang dia pelajari di kampus tentang bukti awal dari adanya massa tak terlihat di alam semesta. Pada 1933, Fritz Zwicky telah menganalisa percepatan Doppler di seluruh galaksi di Coma Cluster. Dia menemukan bahwa galaksi di dalam kluster tersebut bergerat dengan sangat cepat. Galaksi-galaksi akan lolos dari kluster jika saja tak ditahan oleh gaya gravitasi dari massa terlihat kluster. Karena tak ada tanda-tanda galaksi di dalam kluster akan terlepas, kluster tersebut pastilah mengandung “materi gelap” dalam jumlah yang sangat besar, sekitar 10 kali lipat dari materi tang terlihat, yang menjaga kluster tetap utuh.

Saat itulah Rubin sadar dia telah menemukan bukti-bukti tambahan yang mendukung teori materi gelap Zwicky. Sebagian besar massa di alam semesta tentu saja tak terlihat oleh manusia.

Dan apakah yang dimaksud dengan “materi gelap” ini? Itulah misteri yang harus dijawab oleh dunia astronomi modern.

Sepanjang kariernya, Vera Rubin telah meneliti lebih dari 200 galaksi.