Konstanta kosmologis

Dalam kosmologi, konstanta kosmologis (biasanya dilambangkan dengan huruf kapital Yunani lambda: Λ) adalah kerapatan energi dari ruang, atau energi vakum, yang muncul dalam persamaan medan Albert Einstein dalam teori relativitas umum. Konstanta ini sering diasosiasikan dengan konsep energi gelap dan kuintesensi.^[1]

Einstein awalnya mengemukakan konsep ini pada tahun 1917^[2] untuk mengimbangi pengaruh gravitasi dan menghasilkan alam semesta statis, gagasan yang dipandang benar pada saat itu. Einstein meninggalkan konsep tersebut pada tahun 1931 setelah Hubble menemukan bahwa alam semesta meluas.^[3] Dari 1930-an sampai akhir 1990-an, kebanyakan fisikawan berasumsi bahwa konstanta kosmologis bernilai sama dengan nol.^[4] Pandangan tersebut berubah ketika ditemukan pada tahun 1998 bahwa perluasan alam semesta rupanya dipercepat, mengimplikasikan kemungkinan bahwa konstanta kosmologis bernilai positif bukan nol.^[5]

Sejak 1990-an, penelitian telah menunjukkan bahwa sekitar 68% dari kerapatan massa–energi di alam semesta bisa diatribusikan kepada sesuatu yang disebut energi gelap.^[6] Konstanta kosmologis Λ merupakan penjelasan paling sederhana yang mungkin untuk energi gelap, dan digunakan dalam model kosmologi standar terkini yang dikenal sebagai model ΛCDM.

Menurut teori medan kuantum yang mendasari fisika partikel modern, ruang hampa didefinisikan oleh keadaan vakum yang merupakan sekumpulan medan kuantum. Semua medan kuantum mengalami fluktuasi dalam keadaan dasar (kerapatan energi terendah) mereka yang dihasilkan oleh energi titik nol yang ada di semua tempat dalam ruang. Fluktuasi titik nol tersebut seharusnya berkontribusi kepada konstanta kosmologis Λ, tetapi ketika dilakukan perhitungan fluktuasi tersebut menghasilkan energi vakum yang sangat besar.^[7] Perbedaan antara energi vakum dalam teori medan kuantum dengan energi vakum yang diamati dari kosmologi merupakan sumber perdebatan serius, dengan nilai-nilai yang diprediksi melebihi nilai-nilai yang diamati sejauh 120 tingkat besaran, perbedaan yang telah disebut "prediksi teoretis terburuk dalam sejarah fisika!".^[8] Masalah ini disebut masalah konstanta kosmologis dan merupakan salah satu misteri terbesar dalam ilmu pengetahuan, dengan banyak fisikawan menyebutkan bahwa "vakum memegang kunci kepada pemahaman yang lengkap mengenai alam".^[9]

1. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama CC Definition
2. ^ Einstein (1917)
3. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama Rugh 2001 3
4. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama Λ = 0?
5. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama 1998 Discovery
6. ^ Redd (2013)
7. ^ Rugh & Zinkernagel (2001), hlm. 1
8. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama CC Problem
9. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama CC Problem 3