Teori tentang keberadaan energi gelap atau dark energy, berawal dari penemuan yang cukup mengejutkan pada akhir tahun 1990an yang menyatakan bahwa alam semesta mengembang dipercepat. Materi yang ada di alam semesta semestinya menahan pembentukan ruang waktu, dan memperlambat ekspansi alam semesta. Akan tetapi data pengamatan terhadap supernova mengatakan sebaliknya. Cahaya yang kita terima dari sebuah supernova pada redshift (besaran jarak dalam kosmologi diukur dari pergeseran merah yang dialami objek) tertentu ternyata lebih redup dari yang diperkirakan semula, jika alam semesta mengembang dengan kecepatan konstan. Fakta ini membawa para ahli astronomi pada kesimpulan bahwa alam semesta mengembang dipercepat. Namun kemudian muncul pertanyaan baru, bagaimana mungkin alam semesta yang dipenuhi materi bisa mengembang dipercepat. Logikanya; materi yang mengisi alam semesta seharusnya akan menahan laju mengembangnya alam semesta.

Penjelasan terhadap hal ini hanya bisa didapat jika 70% dari kosmos kita berisi substansi yang mampu mendorong pengembangan alam semesta dan bukan menahan pengembangan tersebut. Hingga saat ini, para ahli masih belum mengetahui secara pasti akan substansi ini hingga mereka menyebutnya energi gelap/dark energy.

Teka-teki tentang apa sebenarnya energy gelap ini masih belum bisa dipecahkan hingga kini, satu dekade setelah penemuan mengejutkan tentang alam semesta mengembang dipercepat. Fenomena ini membawa para ahli untuk meninjau kembali postulat dasar yang membawa mereka pada kesimpulan akan keberadaan energi gelap ini. Salah satu dari postulat yang dimaksud adalah prinsip Copernicus yang menyatakan bahwa Bumi bukanlah pusat alam semesta dan juga bukan merupakan posisi yang istimewa di alam semesta.

Jika prinsip ini diabaikan, maka kita bisa menemukan gambaran yang berbeda sama sekali tentang alam semesta. Selama ini kita berbicara tentang pengembangan alam semesta secara keseluruhan. Sederhananya seperti ketika kita berbicara tentang balon yang ditiup. Yang kita maksud adalah seberapa besar balon ukuran balon secara keseluruhan yang bisa kita hasilkan. Bukan peregangan untuk setiap bagian permukaan balon. Padahal kita sering menyaksikan bahwa beberapa bagian permukaan balon tidak meregang sebanyak/seluas bagian yang lainnya.

Dengan mengaplikasikan skenario ini terhadap alam semesta, yang menghasilkan hipotesa baru bahwa alam semesta mengembang secara tidak merata, kita akan menemukan gambaran alam semesta yang lebih kompleks. Gambaran baru ini dikenal dengan nama “Alam Semesta Tak Homogen (Inhomogeneous Universe)”. Tokoh-tokoh yang banyak mengkaji hipotesa baru ini antara lain George Ellis, Charles Helaby, dan Nazeem Mustapha dari University of Cape Town di Afrika selatan. Kemudian juga diikuti oleh Marie-Noëlle Célérier dari Observatorium Paris–Meudon di Prancis.

Beberapa asumsi yang diperlukan antara lain: ekspansi alam semesta diperlambat disetiap arah dan kita hidup dalam sebuah void (ruang berkerapatan sangat rendah, tapi tidak hampa) raksasa. Semakin kosong alam semesta, maka akan semakin sedikit materi yang mampu menahan ekspansi alam semesta itu sendiri. Dengan kata lain, kecepatan ekspansi lokal lebih cepat di dalam void dibanding tempat lainnya. Di pusat void, kecepatan ekspansi mencapai maksimum dan semakin menjauh dari pusat, kecepatan ekspansi ini semakin menurun.

Jika sebuah supernova yang berada jauh dari pusat void meledak, dan kita, pengamat, berada di atau dekat pusat void tersebut, maka cahaya supernova akan melewati daerah-daerah yang laju ekspansinya makin lama makin cepat untuk bisa mencapai pengamat. Setiap daerah yang dilewati oleh cahaya supernova ini akan memberikan efek ‘peregangan’ terhadap cahaya supernova tersebut. Efek ini secara akumulatif menghasilkan nilai redshift yang kita amati. Cahaya ini mengalami pergeseran merah (redshift) yang lebih sedikit dibanding cahaya dari supernova yang sama dalam alam semesta yang mengembang dengan laju konstan. Sebaliknya, untuk mendapatkan nilai redshift yang sama dalam alam semesta tak homogen, cahaya harus melewati jarak yang lebih jauh dan karenanya akan terlihat lebih redup.

Walaupun hipotesa “Alam Semesta Tak Homogen”, bisa menjelaskan fenomena cahaya supernova ini tanpa menyisakan tanda tanya lain, namun hipotesa ini merupakan penolakan yang sangat ekstrim terhadap prinsip kosmologi yang kita kenal selama ini. Dan tentunya masih banyak yang harus dilakukan untuk menjadikan hipotesa ini sebagai suatu teori baru. Termasuk memperbanyak survey terhadap struktur-struktur besar di alam semesta.

Sumber: Scientific American April 2009