Big Freeze, Rip atau Crunch: Bagaimana Alam Semesta Berakhir?

Banyak fisikawan teoritis yang meyakini alam semesta akan berakhir antara 2,8 miliar dan 22 miliar tahun dari sekarang, namun mereka tidak sepakat tentang takdir pamungkas alam semesta.

"Pengukuran paling tepat" yang pernah dibuat baru-baru ini, memperkirakan laju ekspansi alam semesta lebih cepat daripada yang diperkirakan sebelumnya, menciptakan keraguan pada prediksi yang telah ada, dan bahkan mempertanyakan keabsahan teori relativitas umum Einstein.

Alam semesta yang bermula dari Big Bang terus meluas dan para astronom tak pernah berhenti mempelajari ekspansi untuk memprediksi bagaimana alam semesta akan berakhir.

Laju ekspansi dapat merobek alam semesta itu sendiri dan kosmos menjalani takdir yang disebut Big Rip. Alternatif lainnya, alam semesta dapat menyusut atau meluruh, membalikkan Big Bang dan menghancurkan alam semesta dalam sebuah teori yang disebut Big Crunch. Sedangkan teori ketiga digambarkan sebagai Big Freeze.

Banyak fisikawan teoritis yang meyakini alam semesta akan berakhir, dan hal itu bisa terjadi dalam rentang waktu antara 2,8 hingga 22 miliar tahun dari sekarang. Beberapa peneliti bahkan berani mengklaim proses kematian alam semesta telah dimulai.

Jadi takdir pamungkas sejati apa yang menanti alam semesta kita?

Ekspansi Alam Semesta

"Untuk jangka waktu cukup yang lama, para ilmuwan, termasuk Albert Einstein, menganggap alam semesta statis dan tak terbatas," jelas Thomas Kitching, dosen Astrofisika di University College London.

"Sejak saat itu observasi tindak lanjut justru menunjukkan akselerasi laju ekspansi alam semesta. Alam semesta disepakati berasal dari Big Bang yang menandakan waktu memang memiliki awal." Dan, mungkin juga akan berakhir.

Dengan mempelajari cahaya kuno, para astronom dapat mengamati apa yang disebut "radiasi relik" dari Big Bang, atau latar belakang gelombang mikro kosmik. Seperti nama yang disandangnya, teori relativitas khusus Einstein menggagas bahwa waktu itu relatif. Kitching melanjutkan: "Semakin cepat seseorang bergerak, maka waktu berlaku relatif lebih lambat daripada orang lain." Jika teori relativitas diterapkan ke ekspansi alam semesta, meliputi galaksi-galaksi yang saling menjauh, bintang dan planet yang mengitari galaksi, pengalaman terhadap variasi waktu dan segala sesuatu yang terjadi di masa lalu, sekarang dan masa depan adalah relatif.

Ahli kosmologi telah menerapkan teori ini beserta data dari studi radiasi latar belakang mikro kosmik, untuk menentukan usia alam semesta sekitar 13,799 miliar tahun, sekaligus memprediksi bagaimana, dan kapan, alam semesta berakhir.

Inilah tiga teori yang mengemukakan takdir pamungkas yang akan dijalani alam semesta.

The Big Rip

The Big Rip, jika memang teori ini benar, maka alam semesta akan berakhir 22 miliar tahun dari sekarang

Teori pertama mengklaim alam semesta akan berakhir dengan Big Rip, karena tarikan ekspansi alam semesta lebih kuat daripada gaya gravitasi. Tarikan ekspansi akan menghancurkan galaksi, disusul lubang hitam, bintang, bahkan planet tempat tinggal kita.

Big Rip memprediksi Bumi dan manusia dapat meluruh menjadi radiasi, runtuh atau terbelah saat laju ekspansi semakin meningkat. Ekspansi akan menciptakan alam semesta yang penuh dengan partikel tunggal yang tercerai-berai.

Sampai sekitar lima miliar tahun yang lalu, ekspansi alam semesta lebih lambat karena gaya gravitasi lebih kuat. Tetapi laju ekspansi kini terus meningkat, banyak ilmuwan yang mengaitkannya dengan efek energi gelap. Agar Big Rip dapat terjadi, energi gelap harus mengungguli gaya gravitasi sehingga dapat mencerai-beraikan setiap partikel.

Tahun lalu, Marcelo Disconzi, asisten profesor matematika dari Vanderbilt University di Tennessee, bekerja sama dengan profesor fisika Thomas Kephart dan Robert Scherrer, merancang model matematika baru untuk Big Rip.

Model ini menunjukkan ekspansi tanpa batas alam semesta. Sebagian besar model Big Rip yang telah ada mengabaikan viskositas (sifat merekat kosmik), namun dalam hipotesis Disconzi, viskositas bertanggung jawab atas kehancuran alam semesta. Disconzi menjadikan proposal yang diajukan oleh matematikawan Prancis André Lichnerowicz pada tahun 1950an sebagai basis hipotesis.

The Big Crunch

Teori lain tentang bagaimana alam semesta akan berakhir berkaitan dengan apa yang disebut 'Big Crunch'.

Ekspansi alam semesta suatu saat akan melambat dan menjadikan gaya gravitasi sebagai kekuatan yang dominan. Gaya gravitasi akan menarik seluruh objek yang ada di alam semesta. Ukuran alam semesta akan menyusut, menyebabkan bintang, planet dan galaksi saling bertabrakan. Alam semesta akan runtuh ke dalam singularitas.

Secara sederhana, jika ekspansi alam semesta mulai melambat, maka Big Crunch dimulai. Big Crunch adalah kebalikan Big Bang, ukuran alam semesta akan menyusut hingga titik terkecil karena gaya gravitasi dan mengulangi siklus kosmik. Big Bang-Big Crunch-Big Bang.

Para ilmuwan Denmark baru-baru ini mengklaim telah membuktikan proses Big Crunch telah terjadi. Proses yang diberi istilah 'fase transisi' sudah bisa dimulai ketika ekspansi alam semesta melambat, gaya gravitasi kemudian berangsur-angsur 'memakan’ kosmos.

Fase transisi serupa dengan apa yang terjadi ketika air berubah menjadi uap, misalnya. Menurut teori Higgs, fase transisi terjadi sepersekian detik setelah Big Bang, menyebabkan pergeseran dalam ruang dan waktu.

Selama fase transisi, ruang hampa dipenuhi material tak kasat mata yang sekarang dikenal sebagai Higgs field. Jika memang ada wilayah kosmos yang dipadati Higgs, para ilmuwan dari University of Southern Denmark yakin 'gelembung' dari fase transisi dapat muncul kapan pun dan di mana pun di alam semesta.

Perhitungan para ilmuwan menunjukkan gelembung dapat meluas secepat cahaya, memasuki seluruh ruang dan mengubah Higgs field ke dalam kondisi yang benar-benar baru.

Aturan mekanika kuantum juga menggagas partikel acak dapat sesaat keluar dari ruang hampa, sesuatu yang sering terlihat dalam percobaan fisika partikel.

Beberapa ilmuwan berpendapat energi gelap dapat menyebabkan 'fluktuasi kuantum' semacam itu yang pada gilirannya dapat memicu 'Big Bang baru' untuk mengakhiri garis waktu kita dan memulai alam semesta baru. Skenario yang paling tidak mungkin, berdasarkan pada apa yang saat ini kita ketahui tentang fisika, namun telah dispekulasikan.

The Big Freeze

Teori ketiga mengklaim alam semesta dapat berakhir karena Big Freeze. Juga dikenal dengan istilah 'Heat Death', skenario ini diyakini paling mungkin terjadi karena sesuai dengan apa yang sudah kita ketahui tentang fisika dan alam semesta.

Istilah ini mengacu pada teori peningkatan "nilai maksimum" entropi di alam semesta dan sistem terisolasi lainnya. Entropi berasal dari prinsip termodinamika yang mencakup energi dan secara khusus merujuk pada gagasan bahwa segala sesuatu di alam semesta bergerak dari keteraturan ke kekacauan. Entropi adalah pengukuran pergeseran itu.

Begitu entropi mencapai nilai maksimum, fisikawan teoritis percaya panas dalam sistem akan terdistribusi secara merata. Berarti tidak akan ada lagi panas atau energi yang dapat dimanfaatkan, dan alam semesta akan mengalami heat death. Secara sederhana, gerak mekanik di alam semesta akan sepenuhnya berhenti.

Selama Big Freeze, alam semesta akan menjadi sangat luas sehingga persediaan gas menyebar dan sangat tipis, menyebabkan proses pembentukan bintang-bintang baru terhenti, sementara bintang-bintang generasi sebelumnya telah padam. Melalui model tersebut, waktu akan terus berlalu tanpa akhir dan tidak ada aktivitas apapun karena tidak ada energi yang tersisa.

Ditulis oleh: Victoria Wollaston, www.wired.co.uk

Sumber: A Big Freeze, Rip or Crunch: how will the Universe end?

#terimakasihgoogle