Ada struktur raksasa yang baru saja terdeteksi di alam semesta yang jauh, dan penemuannya benar-benar mengguncang pemahaman kita tentang bagaimana alam semesta berevolusi.

Pada tahun 2024, para astronom menemukan sebuah cincin galaksi raksasa yang bentuknya nyaris sempurna, dengan diameter sekitar 1,3 miliar tahun cahaya.

Nggak salah baca, kok. Miliar tahun cahaya.

Struktur ini sama sekali nggak cocok dengan pola atau mekanisme pembentukan yang pernah kita kenal sebelumnya.

Penemuan yang dipimpin oleh astronom Alexia Lopez dari University of Central Lancashire ini dipresentasikan pada pertemuan ke-243 American Astronomical Society di tahun 2024, dan telah diterbitkan di Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Sinyal dari struktur ini tertangkap dari cahaya yang telah menempuh perjalanan selama 6,9 miliar tahun sebelum akhirnya sampai ke kita.

Keberadaan ‘The Big Ring’, begitu struktur ini dinamai, bisa jadi berarti kita perlu mengoreksi model standar kosmologi yang selama ini kita pakai.

Ini adalah struktur raksasa kedua yang ditemukan oleh Lopez dan timnya. Yang pertama, disebut Giant Arc, ternyata berada di area langit yang sama, di jarak yang sama. Waktu penemuan Giant Arc diumumkan tahun 2021, para astronom sudah dibuat garuk-garuk kepala. Kini, The Big Ring malah bikin misterinya makin dalam.

“Kedua struktur ultra-besar ini sama-sama sulit dijelaskan dengan pemahaman kita saat ini tentang alam semesta,” ujar Lopez pada Januari 2024.

“Ukurannya yang luar biasa besar, bentuknya yang khas, dan kedekatan kosmologisnya pasti sedang memberi tahu kita sesuatu yang penting – tapi sebenarnya apa?”

Sekilas, hubungan paling langsung tampaknya mengarah ke sesuatu yang disebut Osilasi Akustik Barion (BAO). BAO adalah susunan galaksi melingkar raksasa yang tersebar di seluruh ruang angkasa. Bentuk aslinya sebenarnya bola, semacam fosil dari gelombang akustik yang merambat di alam semesta awal, lalu membeku begitu ruang angkasa menjadi terlalu renggang untuk dilalui gelombang akustik.

Tapi The Big Ring itu bukan BAO. Semua BAO punya ukuran yang relatif seragam, diameternya sekitar 1 miliar tahun cahaya. Dan setelah diperiksa lebih teliti, The Big Ring lebih menyerupai bentuk pembuka botol (corkscrew) yang kebetulan sejajar sehingga tampak seperti cincin.

Inilah yang menyisakan pertanyaan gede: Sebenarnya benda apa ini? Dan apa dampaknya bagi Prinsip Kosmologis, yang menyatakan bahwa ke segala arah, bagian mana pun dari ruang angkasa seharusnya tampak kurang lebih mirip satu sama lain?

“Kita menduga materi tersebar merata di mana-mana dalam ruang angkasa jika kita mengamati alam semesta dalam skala besar, jadi seharusnya nggak ada ketidakberaturan yang mencolok di atas ukuran tertentu,” jelas Lopez.

“Para kosmolog menghitung batas ukuran teoritis struktur saat ini adalah 1,2 miliar tahun cahaya, namun kedua struktur ini jauh lebih besar – Giant Arc hampir tiga kali lipat lebih besar, dan keliling The Big Ring sebanding dengan panjang Giant Arc.”

Tapi ukuran hanyalah salah satu masalah. Masalah lainnya adalah apa artinya ini bagi kosmologi, cabang ilmu yang mempelajari evolusi alam semesta. Model yang kita pakai sekarang adalah yang paling cocok dengan hasil pengamatan, tapi ada beberapa fitur yang sulit dijelaskan dalam kerangka model ini.

Memang ada model-model lain yang diajukan untuk menjelaskan fitur-fitur tersebut. Salah satunya adalah kosmologi siklik konformal yang dicetuskan Roger Penrose, di mana alam semesta mengalami siklus Big Bang yang tak berujung. Dalam model ini, struktur cincin memang diperkirakan muncul – meskipun perlu dicatat, kosmologi siklik konformal punya masalah besarnya sendiri.

Kemungkinan lainnya adalah bahwa struktur ini merupakan semacam cacat topologis di jalinan ruang-waktu yang dikenal sebagai string kosmik. Ini dianggap seperti kerutan selebar proton yang muncul di alam semesta awal saat ruang-waktu meregang, lalu membeku di tempatnya.

Sejauh ini kita belum banyak menemukan bukti fisik keberadaan string kosmik, tapi secara teoritis, bukti-buktinya cukup menjanjikan.

Saat ini, belum ada yang tahu pasti apa makna sebenarnya dari The Big Ring dan Giant Arc. Bisa jadi keduanya cuma susunan galaksi kebetulan yang berputar-putar di langit, meskipun kemungkinan itu terbilang amat kecil.

Harapan terbaik kita adalah menemukan lebih banyak lagi susunan galaksi serupa, yang tersebar di seluruh alam semesta, bersembunyi di depan mata.

“Dari teori kosmologi saat ini, kita kira struktur dengan skala sebesar ini nggak mungkin ada,” kata Lopez.

“Kita mungkin berharap paling tidak ada satu struktur luar biasa besar di seluruh alam semesta yang bisa kita amati. Tapi, The Big Ring dan Giant Arc ini dua struktur raksasa sekaligus, bahkan mereka bertetangga secara kosmologis, dan itu benar-benar gokil.”

Temuan ini dilaporkan di Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.