Seberapa Besar Alam Semesta yang Tak Teramati? (Bagian 2)

Kelanjutan artikel dari: Seberapa Besar Alam Semesta yang Tak Teramati? (Bagian 1)

Konsepsi skala logaritmik alam semesta teramati. Kita memiliki batasan durasi waktu untuk melihat seberapa jauh setelah Big Bang: 13,8 miliar tahun, atau (termasuk ekspansi alam semesta) 46 miliar tahun cahaya. Siapa pun yang tinggal di alam semesta kita, di lokasi manapun, akan melihat hampir sama persis dengan kita dari sudut pandang mereka.
WIKIPEDIA USER PABLO CARLOS BUDASSI

Jadi, apa yang bisa kita gambarkan tentang wilayah lain kosmos yang melampaui batas pengamatan? Kita hanya bisa membuat kesimpulan berdasarkan hukum-hukum fisika yang kita ketahui, ditambah segala sesuatu yang dapat kita ukur di alam semesta teramati. Sebagai contoh, dalam skala terbesar, kita mengamati bentuk kosmos yang spasial datar, tidak melengkung positif maupun negatif, dengan margin error hanya 0,25%. Jika kita mengasumsikan hukum fisika kita saat ini benar, setidaknya kita dapat menetapkan batas seberapa besar alam semesta seharusnya, sebelum kurva itu kembali ke dirinya sendiri.

Magnitudo titik panas dan dingin dan skala masing-masing yang menunjukkan kelengkungan alam semesta. Perhitungan terbaik kita menentukan bentuk alam semesta adalah datar. Osilasi akustik barion menyediakan metode yang berbeda untuk membatasi perhitungan ini, tetapi hasil yang diperoleh akan tetap sama.
SMOOT COSMOLOGY GROUP/LBL

Observasi menggunakan Sloan Digital Sky Survey dan satelit Planck memberikan kita data terbaik. Mereka menyediakan informasi jika alam semesta melengkung dan tertutup sehingga kembali ke dirinya sendiri, maka wilayah yang dapat kita lihat tidak bisa dibedakan dari “tanpa lengkungan”.

Berarti alam semesta tak teramati, dengan asumsi tidak ada keanehan topologi, setidaknya diameternya harus 23 triliun tahun cahaya dan mengandung volume ruang lebih dari 15 juta kali lipat dari volume yang dapat kita amati. Namun, jika kita mau berspekulasi, kita dapat berdebat bahwa alam semesta tak teramati secara signifikan jauh lebih besar dari itu.

Alam semesta teramati mungkin mencapai 46 miliar tahun cahaya ke semua arah dari sudut pandang kita,. Tentunya alam semesta tak teramati akan lebih besar, bahkan mungkin tak terbatas.
FRÉDÉRIC MICHEL DAN ANDREW Z. COLVIN, ANNOTATED BY E. SIEGEL

Big Bang mungkin menandai awal alam semesta teramati, tetapi tidak menandai kelahiran jalinan ruang dan waktu itu sendiri. Sebelum Big Bang, alam semesta mengalami periode inflasi kosmik. Bukannya panas dan dipenuhi materi dan radiasi, alam semesta:

• diisi dengan energi yang melekat pada ruang itu sendiri,
• meluas pada tingkat konstan eksponensial,
• dan menciptakan ruang baru begitu cepat sehingga skala panjang fisik terkecil, yaitu skala panjang Planck, akan direntangkan ke ukuran alam semesta teramati saat ini setiap 10^-32 detik.

Inflasi memicu ekspansi ruang secara eksponensial, yang dapat dengan cepat menghasilkan bentuk ruang yang sebelumnya melengkung menjadi tampak datar. Jika melengkung, maka alam semesta memiliki radius minimal ratusan kali lipat lebih besar dari apa yang bisa kita amati.
E. SIEGEL (L); NED WRIGHT'S COSMOLOGY TUTORIAL (R)

Memang benar di wilayah alam semesta kita, inflasi berakhir. Tetapi ada tiga pertanyaan yang jawabannya tidak kita ketahui dan memiliki pengaruh terhadap ukuran sejati kosmos, dan apakah kosmos terbatas atau tanpa batas.

1. Seberapa besar wilayah alam semesta pasca inflasi, yang menghasilkan Big Bang?
2. Apakah gagasan “inflasi abadi”, yaitu ekspansi selamanya kosmos ke masa depan, setidaknya di beberapa wilayah adalah benar?
3. Dan, akhirnya, berapa lama inflasi kosmik berlangsung sebelum akhirnya menghasilkan Big Bang panas?

Ada kemungkinan alam semesta adalah tempat terjadinya inflasi, hampir mencapai ukuran yang lebih besar dari apa yang bisa kita amati. Ada kemungkinan setiap tahun dari sekarang, bukti “wilayah tepi” yang menjadi tempat inflasi terjadi akan terungkap. Tetapi, tak menutup kemungkinan ukuran alam semesta jauh lebih besar dari apa yang bisa kita amati. Sampai kita dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, kita mungkin tidak pernah tahu.

Sejumlah besar wilayah terpisah di mana Big Bang berlangsung, dipisahkan oleh ruang yang terus meluas dalam inflasi abadi. Tetapi kita tidak tahu cara menguji, mengukur, atau mengakses apa yang ada di luar alam semesta teramati.
OZZTIVE - PUBLIK DOMAIN

Di luar alam semesta teramati, kita menduga ada lebih banyak alam semesta di luar sana sama seperti kita, dengan hukum fisika, jenis fisik dan struktur kosmik yang serupa, dan kesempatan yang setara untuk memunculkan kehidupan kompleks. Juga harus ada ukuran dan skala terbatas pada “gelembung” alam semesta agar inflasi berakhir, dan sejumlah besar gelembung semacam itu secara eksponensial berada di dalam inflasi ruang dan waktu yang lebih besar. Tetapi seperti ukuran seluruh alam semesta yang tak bisa dibayangkan, atau dengan kata lain mungkin “Multi Semesta” tetap memiliki batas. Faktanya, kecuali inflasi berlangsung untuk selamanya, atau alam semesta yang dilahirkan dengan ukuran tak terhingga, seharusnya tetap memiliki batas.

Besarnya volume alam semesta teramati dan sebanyak yang bisa kita lihat, hanyalah sebagian kecil dari apa yang ada di luar sana.
NASA, ESA, R. WINDHORST, S. COHEN, AND M. MECHTLEY (ASU), R. O’CONNELL (UVA), P. MCCARTHY (CARNEGIE OBS), N. HATHI (UC RIVERSIDE), R. RYAN (UC DAVIS), & H. YAN (TOSU)

Permasalahan terbesar adalah kita tidak memiliki cukup informasi untuk menjawab pertanyaan secara definitif. Kita sekadar tahu bagaimana cara mengakses informasi yang tersedia di dalam alam semesta teramati yang membentang 46 miliar tahun cahaya ke segala arah. Jawaban atas pertanyaan terbesar, apakah alam semesta terbatas atau tanpa batas, mungkin dikodekan di alam semesta itu sendiri, tetapi kita tidak memiliki akses ke sana. Sampai kita mengetahuinya atau menemukan skema cerdas untuk memperluas kemampuan fisika kita, semua yang kita miliki saat ini hanyalah sebatas kemungkinan.

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

Sumber: Ask Ethan: How Large Is The Entire, Unobservable Universe?

#terimakasihgoogle