Courtesy of InterestingEngineering

Materi Gelap Bisa Jadi Superfluida Berputar Membentuk Core Galaksi Stabil

Menjelaskan bagaimana materi gelap bisa berperilaku sebagai superfluida kosmik yang membentuk inti galaksi berputar dan garis-garis vortex, yang dapat mengubah pemahaman kita tentang struktur tersembunyi alam semesta dan memperbaiki teori materi gelap pada skala galaksi.

19 Okt 2025, 15.12 WIB

253 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Materi gelap mungkin berperilaku sebagai superfluid, membentuk struktur baru dalam galaksi.
Vorteks dalam materi gelap dapat menjelaskan rotasi galaksi tanpa memerlukan puncak kepadatan yang tajam.
Penelitian ini menjembatani fisika kuantum dan kosmologi, menawarkan wawasan baru tentang materi tak terlihat di alam semesta.

Materi gelap adalah zat misterius yang menyusun sebagian besar materi di alam semesta, namun tidak memancarkan atau menyerap cahaya sehingga sulit dideteksi. Selama ini, materi gelap dianggap sebagai partikel dingin dan tanpa interaksi kuat, yang terutama dijelaskan lewat model cold dark matter (CDM). Model ini mampu menjelaskan struktur besar seperti gugus galaksi, tapi gagal menjelaskan inti galaksi yang lebih halus yang diamati.

Penelitian terbaru mengusulkan bahwa materi gelap bisa berupa partikel ultraringan yang berperilaku seperti gelombang dan saling tolak menolak, sehingga membentuk superfluida kosmik. Superfluida ini mengikuti persamaan complex lain yang sama dengan yang digunakan untuk Bose–Einstein condensates di laboratorium, menunjukkan paralel yang mengejutkan antara fisika kuantum mikroskopik dan kosmologi makroskopik.

Dalam simulasi, halo materi gelap yang diputar secara perlahan berubah menjadi inti stabil yang berputar seperti soliton. Putaran ini bukan hasil dari putaran klasik, melainkan terbentuk dari garis-garis vortex yang mirip pusaran kuantum, tersusun rapi di sekitar bidang ekuator, dan membentuk pola rotasi yang sangat teratur dan stabil.

Temuan ini penting karena menjelaskan kenapa inti galaksi terlihat halus dan tidak memiliki puncak densitas yang curam seperti diprediksi oleh model CDM. Selain itu, garis vortex ini mungkin juga menghubungkan halo materi gelap yang lain, berpotensi menjadi 'kerangka' yang mendasari jaringan filamen kosmik yang kaya akan rotasi.

Meskipun penelitian ini masih awal dengan simulasi yang disederhanakan dan model nonrelativistik, ia membuka pintu bagi eksplorasi lebih lanjut tentang peran superfluida dalam kosmologi. Pengembangan simulasi 3D dan studi tentang interaksi vortex bisa membawa perubahan besar dalam pemahaman kita tentang alam semesta.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/space/dark-matter-behaves-like-superfluid

Analisis Ahli

Latham Boyle (Fisika Teoritis)

"Model superfluida materi gelap sangat elegan karena menyatukan aspek mekanika kuantum dan gravitasi dalam konteks kosmologis, menawarkan solusi alami atas masalah inti galaksi dan distribusi struktur besar."

Éanna É. Flanagan (Ahli Kosmologi dan Relativitas)

"Konsep vortex sebagai penghubung antar halo jika terbukti bisa membuka wawasan baru tentang filamen kosmik yang selama ini sulit dijelaskan berkat pendekatan kuantum dan interaksi partikel ultraringan."

Analisis Kami

"Penemuan bahwa materi gelap bisa membentuk superfluida dan garis vortex sangat menarik karena menjembatani konsep kuantum eksperimental dengan kosmologi besar, membuka kemungkinan memecahkan masalah lama tentang inti galaksi yang tersebar. Namun, validasi lebih lanjut dan simulasi yang lebih kompleks diperlukan agar teori ini bisa diterima luas dan diintegrasikan dalam model kosmologis standar."

Prediksi Kami

Jika teori superfluida materi gelap dengan garis vortex terbukti benar, kita akan melihat perubahan paradigma dalam fisika kosmologi dan fisika partikel, dengan model baru yang lebih akurat untuk struktur galaksi dan jaringan kosmik yang juga dapat menghasilkan prediksi baru terkait sinyal gravitasi dan dinamika galaksi.

Pertanyaan Terkait

Apa yang diusulkan tentang perilaku materi gelap dalam penelitian ini?

Penelitian ini mengusulkan bahwa materi gelap dapat berperilaku seperti superfluid, membentuk vorteks dan soliton di dalam galaksi.

Apa yang dimaksud dengan vorteks dalam konteks materi gelap?

Vorteks adalah daerah di mana fase superfluid menjadi singular, membentuk pusaran kecil yang mengatur rotasi dalam sistem materi gelap.

Mengapa model materi gelap tradisional mengalami kesulitan pada skala kecil?

Model materi gelap tradisional kesulitan menjelaskan bentuk halus dari inti galaksi yang diamati, berbeda dengan prediksi puncak kepadatan yang tajam.

Apa peran persamaan Gross–Pitaevskii dalam penelitian ini?

Persamaan Gross–Pitaevskii digunakan untuk menjelaskan perilaku materi gelap sebagai superfluid, termasuk interaksi gravitasi dan interaksi diri.

Bagaimana penelitian ini dapat mempengaruhi pemahaman kita tentang galaksi?

Penelitian ini dapat merevolusi pemahaman tentang struktur galaksi dan memberikan wawasan baru dalam fisika partikel dan kosmologi.