8.8 Kosmologi “standar” Lambda–Materi Gelap Dingin (ΛCDM)

Beranda ／ Bab 8: Teori paradigma yang ditantang oleh Teori Benang Energi

Tujuan tiga langkah
Kami menjelaskan mengapa Lambda–Materi Gelap Dingin (ΛCDM) lama menjadi acuan; merangkum kendala observasi dan fisika yang dihadapi; serta menunjukkan bagaimana Teori Benang Energi (EFT) mengganti tiga serangkai “partikel gelap + Λ + ekspansi metrik” dengan bahasa terpadu lautan energi – lanskap tensor, sambil menawarkan petunjuk lintas-sonda yang dapat diuji.

I. Apa yang dinyatakan kerangka dominan

1. Gagasan pokok

• Prinsip kosmologis kuat dan Relativitas Umum dipakai sebagai geometri latar.
• Materi gelap dingin (CDM) menggerakkan pertumbuhan struktur; materi barion menerangi objek; konstanta kosmologis (Λ) menjelaskan percepatan akhir zaman.
• Hubungan pergeseran merah–jarak serta evolusi kosmik ditetapkan faktor skala (ekspansi metrik).
• Sedikit parameter global sudah cukup untuk mencocokkan puncak akustik latar gelombang mikro kosmis (CMB), supernova, osilasi akustik barion (BAO), lensa lemah, dan struktur skala besar.

2. Mengapa menarik

• Sedikit parameter, kohesi tinggi: himpunan minimal mengikat banyak data.
• Stabil secara operasional: rantai alat numerik dan alur analisis matang.
• Mudah dipelajari: alur cerita jelas, ongkos komunikasi rendah.

3. Cara membacanya
   ΛCDM adalah keberhasilan fenomenologis orde pertama. Meski begitu, baik Λ maupun partikel CDM belum terkonfirmasi secara mikro-fisika. Saat presisi dan penggabungan sondaan meningkat, umpan balik, sistematik, atau derajat bebas tambahan sering dipakai untuk menjaga koherensi.

II. Kendala observasi dan perdebatan

1. Tensi dekat–jauh dan jarak–pertumbuhan

• Kemiringan global dari “tangga jarak” berbeda cenderung menyimpang secara sistematik.
• Gambaran latar dari data jarak kadang bertensi ringan dengan amplitudo/laju pertumbuhan dari lensa lemah, gugus, dan distorsi ruang-redshift.

2. Krisis skala kecil dan “terlalu dini, terlalu gemuk”

• Hitungan satelit, profil inti–halo, dan katai ultra-kompak sering meminta umpan balik kuat dan penyetelan halus.
• Galaksi sangat masif dan matang pada z tinggi menekan skenario efisiensi sederhana.

3. Anomali sudut besar CMB dan “kekuatan” lensa

• Alineasi ℓ rendah, asimetri hemisfer, dan noda dingin tetap muncul sebagai satu set.
• Amplitudo lensa yang disukai CMB tidak selalu sejalan dengan kalibrasi lensa lemah/pertumbuhan.

4. Entitas dan kenaturalannya

• Asal mikro-fisik Λ tidak memiliki penjelasan “alami” (kesenjangan energi vakum, kebetulan).
• Partikel CDM belum terdeteksi di laboratorium maupun pencarian langsung.

Kesimpulan singkat
ΛCDM unggul pada orde utama. Namun, ketika kita memasukkan ketergantungan arah/lingkungan, kalibrasi pertumbuhan, dan dinamika skala kecil, kebutuhan tambalan meningkat untuk menjaga keselarasan antarsonda.

III. Reformulasi menurut Teori Benang Energi (EFT) dan perubahan bagi pembaca

Ringkas satu kalimat
Kami memakai satu peta dasar lautan energi – lanskap tensor alih-alih “Λ + partikel CDM + ekspansi metrik”:

• Pergeseran merah hanya memiliki dua asal tensor: pergeseran karena potensial tensor (TPR) akibat beda referensi sumber–pengamat, dan pergeseran karena lintasan evolusioner (PER), yaitu geser bersih akromatik saat melewati lanskap tensor yang berevolusi.
• Tarikan ekstra muncul dari gravitasi tensorial statistik (STG), bukan dari perancah partikel gelap.
• “Tampak percepatan” akhir zaman adalah jejak ganda latar tensor yang berubah perlahan pada buku jarak dan gerak (lihat §8.5).
• Koordinasi dan “pembibitan” dini mengikuti tegangan tinggi dengan penurunan lambat serta pembekuan selektif oleh derau lokal tensor (TBN) (lihat §§8.3, 8.6).

Gambaran intuitif
Bayangkan Alam Semesta sebagai laut yang pelan-pelan rileks:

• Relaksasi menghaluskan dan sedikit “mengubah nada” spektrum (dua pergeseran tensor).
• Tekstur permukaan —lanskap tensor— menata arus masuk/keluar materi, memberi pandu tak terlihat bagi pertumbuhan (STG).
• “Peta laut” yang sama dibaca berbeda oleh tiap sondaan.

Tiga pokok kunci

1. Entitas lebih sedikit, satu peta dasar

• Tanpa “substansi Λ” dan tanpa “partikel CDM”.
• Satu peta potensial tensor menjelaskan jarak, lensa, kurva rotasi, dan detail pertumbuhan.

2. Melepas ikatan jarak dan pertumbuhan

• Rupa jarak didominasi integral waktu TPR + PER.
• Rupa pertumbuhan diarahkan penulisan ulang yang lembut oleh STG.
  → Perbedaan kalibrasi kecil yang terprediksi menjadi wajar dan meredakan tensi.

3. Memetakan residu, bukan menambalnya

• Bias kecil yang mengikuti arah/lingkungan tidak lagi masuk “ember galat”; ia menjadi piksel lanskap tensor pada peta yang sama.
• Jika setiap dataset butuh “peta tambalan” sendiri, unifikasi EFT tidak tersokong.

Petunjuk yang dapat diuji (contoh)

• Kendala akromatik: pergeseran ikut bergerak di optik, NIR, dan radio; derau berwarna yang kuat melemahkan PER.
• Keselarasan orientasi: residu Hubble supernova, mikro-geser “penggaris” BAO, konvergensi lensa lemah skala besar, dan ℓ rendah CMB menunjukkan mikro-bias searah di satu arah pilihan yang sama.
• Satu peta, banyak guna: basis yang sama sekaligus menurunkan (i) residu lensa CMB dan lensa lemah; (ii) tarikan tepi luar pada kurva rotasi dan amplitudo lensa lemah; (iii) kovariasi antara tunda waktu dan residu pergeseran pada multigambar lensa kuat.
• Jejak lingkungan: garis pandang yang melewati struktur lebih kaya menampilkan residu jarak/lensa sedikit lebih besar; kontras hemisfer sub-persen searah dengan orientasi peta.
• Start dini: frekuensi galaksi padat pada z tinggi mengikuti amplitudo dan jadwal yang disiratkan tegangan tinggi dengan penurunan lambat.

Apa yang berubah bagi pembaca

• Sudut pandang: dari trio “partikel gelap + Λ + peregangan ruang” menjadi “satu peta potensial tensor + dua pergeseran tensor + STG”.
• Metode: berhenti meratakan residu; gunakan residu untuk memetakan lanskap tensor dan uji “satu peta, banyak guna”.
• Ekspektasi: cari mikro-pola koheren yang terkunci arah dan mengikuti lingkungan serta ciri akromatik—alih-alih memaksa semua data dalam parameter global saja.

Klarifikasi singkat

• Apakah EFT menafikan keberhasilan ΛCDM? Tidak. Rupa teramati yang cocok di ΛCDM tetap terjaga; penyebabnya saja dijelaskan ulang dengan ontologi yang lebih ramping.
• Apakah ini gravitasi termodifikasi atau MOND terselubung? Bukan. Tarikan ekstra berasal dari gravitasi tensorial statistik (STG); uji kuncinya adalah satu peta lintas-sonda.
• Tanpa ekspansi metrik tidak ada hukum Hubble? Pada z rendah, TPR + PER hampir linear, sehingga hubungan ala Hubble pulih.
• Tanpa partikel CDM struktur besar tak terbentuk? Perancahnya disediakan lanskap tensor bersama STG, yang menata pertumbuhan dan menjelaskan skala pada rotasi dan lensa.

Ringkasan bagian
ΛCDM, dengan sedikit parameter, menyesuaikan banyak data dan tetap menjadi kerangka orde nol terbaik. Namun, ketika residu arah/lingkungan, kalibrasi pertumbuhan, dan dinamika skala kecil disatukan, tambalan pun bertambah. EFT menuturkan ulang dengan ontologi lebih ringkas dan satu peta dasar:

• rupa jarak dari pergeseran karena potensial tensor (TPR) + pergeseran karena lintasan evolusioner (PER);
• tarikan ekstra dari gravitasi tensorial statistik (STG);
• CMB, lensa, kurva rotasi, dan pertumbuhan struktur selaras di bawah prinsip “satu peta, banyak guna”.

Dengan demikian, “kosmologi standar ΛCDM” bergeser dari “satu-satunya penjelasan” menjadi rupa yang dapat direformulasi dalam satu kerangka terpadu; “keharusannya” pun memudar sewajarnya.