Bagaimanapun Juga, Big Bang Bukanlah Permulaan (Bagian 2)

Kelanjutan dari artikel: Bagaimanapun Juga Big Bang Bukanlah Permulaan

Fluktuasi kerapatan latar belakang gelombang mikro kosmik memberikan benih bagi struktur kosmik modern untuk terbentuk, termasuk bintang, galaksi, gugus galaksi, filamen dan skala besar kehampaan kosmik.
Chris Blake dan Sam Moorfield

Kecuali, dalam beberapa hal, ada tiga hal spesifik yang kita harapkan tidak terjadi dari Big Bang, secara khusus meliputi:

1. Suhu di alam semesta seragam, meskipun sebuah wilayah yang jauhnya miliaran tahun cahaya dalam satu arah tidak pernah memiliki waktu (sejak Big Bang) untuk berinteraksi atau bertukar informasi dengan sebuah wilayah lain dalam arah yang berlawanan.
2. Alam semesta tidak memiliki ukuran kelengkungan spasial yang berbeda dari nol, meskipun alam semesta yang datar sempurna secara spasial memerlukan keseimbangan sempurna antara ekspansi awal, kerapatan materi dan radiasi.
3. Alam semesta tidak memiliki sisa peninggalan energi ultra-tinggi sejak permulaan, meskipun suhu yang membuat peninggalan energi ultra-tinggi ini seharusnya ada jika alam semesta panas.

Para ilmuwan yang memikirkan permasalahan ini mulai menggagas alternatif untuk “singularitas” Big Bang, daripada menciptakan ulang gagasan tentang keadaan alam semesta yang panas, padat, meluas dan mendingin. Pada bulan Desember 1979, mereka menemukan sebuah solusi.

Dalam inflasi alam semesta, ada energi yang melekat pada ruang itu sendiri, yang menyebabkan ekspansi eksponensial. Selalu ada probabilitas bahwa inflasi akan berakhir (dilambangkan dengan ‘X’ merah) setiap saat, sehingga menimbulkan keadaan yang panas dan rapat ketika alam semesta penuh dengan materi dan radiasi. Tapi di wilayah ketika inflasi tidak berakhir, ruang akan terus mengembang.
E. Siegel/Beyond The Galaxy

Justru keadaan alam semesta yang panas dan padat dapat bermula dari sebuah keadaan tanpa materi, radiasi, antimateri, neutrino dan partikel sama sekali. Semua energi di seluruh kosmos diperkirakan terikat pada struktur ruang itu sendiri, suatu bentuk energi vakum yang menyebabkan kosmos meluas dengan kecepatan eksponensial. Dalam keadaan kosmik seperti ini, fluktuasi kuantum akan tetap ada dan seiring perluasan ruang, fluktuasi akan semakin membentang di alam semesta, menciptakan wilayah-wilayah dengan lebih banyak atau lebih sedikit dari rata-rata kerapatan energi. Dan akhirnya, ketika fase periode inflasi alam semesta berakhir, energi akan diubah menjadi materi dan radiasi, menciptakan keadaan padat dan panas yang identik dengan Big Bang.

Fluktuasi kuantum yang melekat pada ruang, terbentang melintasi alam semesta selama inflasi kosmik, memunculkan fluktuasi kerapatan yang tercetak di latar belakang gelombang mikro kosmik, yang pada gilirannya memunculkan bintang, galaksi dan struktur berskala besar lainnya.
E. Siegel, dengan gambar yang berasal dari ESA/Planck dan the DoE/NASA/Satuan tugas antar agensi penelitian latar belakang gelombang mikro kosmik NSF

Gagasan ini dianggap menarik tetapi spekulatif, namun ada cara untuk mengujinya. Jika kita dapat mengukur fluktuasi cahaya sisa radiasi Big Bang yang menunjukkan pola tertentu sesuai prediksi inflasi, maka akan menjadi bukti ilmiah yang tak terbantahkan bagi gagasan inflasi kosmik. Selain itu, ukuran fluktuasi harus sangat kecil, cukup kecil sehingga kosmos tidak akan pernah mencapai suhu yang diperlukan untuk menciptakan sisa peninggalan energi tinggi, juga harus jauh lebih kecil daripada suhu dan kerapatan saat ruang dan waktu muncul dari singularitas. Pada tahun 1990-an, 2000-an, dan kemudian di tahun 2010-an, kita mengukur fluktuasi secara rinci dan menemukan bukti kuat untuk itu.

Fluktuasi latar belakang gelombang mikro kosmik, yang diukur dengan COBE (skala besar), WMAP (skala menengah), dan Planck (skala kecil), semuanya konsisten bukan hanya berasal dari fluktuasi kuantum skala invarian, tapi begitu rendah ukurannya sehingga tidak mungkin muncul dari keadaan kosmos yang panas dan padat.
Tim sains NASA/WMAP

Kesimpulannya tak terhindarkan: Big Bang pasti terjadi, tapi tidak bisa kembali ke keadaan alam semesta yang panas dan padat seperti semula. Sebaliknya, alam semesta awal mengalami periode waktu ketika semua energi yang akan menjadi materi dan radiasi yang ada saat ini, justru terikat pada struktur ruang itu sendiri. Periode itu, yang disebut inflasi kosmik, berakhir dan memicu Big Bang, namun tidak pernah menciptakan keadaan panas dan rapat, juga tidak menciptakan singularitas. Lantas, apa yang terjadi sebelum inflasi kosmik adalah pertanyaan terbuka, tapi satu hal yang pasti: Big Bang bukanlah awal alam semesta!

Ditulis oleh: Ethan Siegel, kontributor www.forbes.com

Sumber: The Big Bang Wasn't The Beginning, After All

#terimakasihgoogle