Perpustakaan Digital ITB

Berdasarkan pada data observasi supernova (Riess, 1998), alam semesta saat ini mengalami akselerasi pengembangan. Menurut teori relativitas umum, akselerasi tersebut disebabkan oleh adanya energi gelap. Energi gelap adalah materi dengan tekanan negatif yang pada saat ini mendominasi alam semesta dengan persentase sebesar 70% (Riess, 1998). Oleh karena itu, banyak model diajukan untuk dapat memahami energi gelap. Secara umum, model-model tersebut dibangun berdasarkan dua pendekatan yakni modifikasi materi dan modifikasi gravitasi. Pada tugas akhir ini dibahas masing-masing satu contoh dari kedua pendekatan modifikasi tersebut, yakni model quintessence sebagai model modifikasi materi dan model gravitasi f(R) sebagai model modifikasi gravitasi. Kajian model quintessence dilakukan dengan analisis sistem dinamik dengan terlebih dahulu mencari persamaan gerak medan skalar kemudian mengubahnya menjadi sistem persamaan autonomous. Kestabilan sistem kemudian dipelajari dan dari lintasan pada ruang fasa dapat diperoleh evolusi dari parameter kosmologi seperti parameter densitas dan persamaan keadaan medan skalar. Sebagai variasi, dipelajari dua model potensial medan skalar, yakni potensial eksponensial dan pangkat kebalikan (inverse power-law). Pada model eksponensial tidak dapat diperoleh evolusi kosmologi secara utuh. Pada model pangkat kebalikan diperoleh adanya solusi tracking yang stabil dan dapat memberikan sifat akselerasi pengembangan alam semesta. Hasil yang diperoleh dari model kemudian dikonfirmasi dengan data Supernova (SN) Ia dan diperoleh bahwa model ini masih kurang tepat untuk menggambarkan dinamika kosmologi. Selanjutnya, dilakukan kajian terhadap model gravitasi f(R) dalam dua formalisme yakni formalisme metrik dan formalisme Palatini. Pada formalisme metrik, simbol Christoffel dianggap bergantung pada metrik sedangkan pada formalisme Palatini keduanya saling bebas. Walaupun terdapat dua pendekatan, aksi dari kedua formalisme tetap dapat memberikan persamaan medan Einstein. Analisis sistem dinamik kemudian dilakukan hingga diperoleh evolusi dari parameter densitas dan persamaan keadaan. Secara spesifik, untuk kedua pendekatan dipilih fungsi f(R) berupa pangkat (power-law). Pada formalisme metrik, model tersebut memberikan kondisi materi non-relativistik yang tidak sesuai dengan kondisi fisis yang ada, sedangkan pada model Palatini dapat diperoleh evolusi kosmologi yang sesuai dengan kondisi alam semesta.