Langsung ke konten utama

Bagaimanapun Juga, Big Bang Bukanlah Permulaan

big-bang-bukanlah-permulaan-alam-semesta-informasi-astronomi
Alam semesta kita yang terus meluas dan semakin mendingin saat ini, tentunya dulu lebih panas dan lebih rapat. Big Bang telah dianggap sebagai singularitas dari keadaan awal kosmos yang panas dan padat. Tapi saat ini kita telah memperoleh pemahaman yang lebih baik daripada sebelumnya.
NASA/GSFC

Alam semesta dimulai dengan sebuah ledakan! Paling tidak, itulah yang kerap kita dengar. Kosmos dan segala sesuatu di dalamnya eksis setelah Big Bang. Ruang, waktu, materi dan energi bermula dari sebuah titik tunggal (singularitas), kemudian meluas dan mendingin. Dalam waktu miliaran tahun jagad raya mulai dihuni oleh atom, bintang, galaksi dan gugus galaksi yang membentuk alam semesta teramati seperti yang kita kenal. Inilah gambaran menarik yang menjelaskan semua yang kita amati, mulai dari struktur berskala besar yang terdiri dari dua triliun galaksi hingga cahaya sisa radiasi Big Bang yang menyebar ke seluruh eksistensi. Sayangnya, gambaran ini salah dan para ilmuwan telah mengetahuinya selama hampir 40 tahun.

alam-semesta-berkembang-menjadi-semakin-luas-informasi-astronomi
Diungkap pertama kali oleh Vesto Slipher, semakin jauh jarak sebuah galaksi, maka semakin cepat ia menjauhi kita. Selama bertahun-tahun, penjelasan tentang fenomena ini hanya dapat dilakukan oleh observasi Hubble yang memungkinkan kita untuk mengumpulkan semua bagian menjadi satu, yaitu ekspansi kosmos.
Vesto Slipher, (1917): Proc. Amer Phil. Soc., 56, 403

Gagasan tentang Big Bang pertama kali muncul pada tahun 1920-an dan 1930-an. Ketika melihat galaksi jauh, kita menemukan sesuatu yang aneh. Semakin jauh jarak galaksi dari kita, maka semakin cepat pula ia menjauhi kita. Menurut prediksi Relativitas Umum Einstein, alam semesta statis tidak akan stabil secara gravitasi. Observasi terhadap fenomena ini mengungkap bahwa ukuran alam semesta terus meluas, dan jika segala sesuatunya terpisah semakin jauh, berarti dulu jarak mereka lebih dekat.

inflasi-kosmik-informasi-astronomi
Semakin jauh kita menatap, maka semakin jauh kita kembali ke masal lalu. Dan semakin jauh kita menatap, kosmos semakin panas, semakin padat dan belum terlalu berevolusi.
NASA/STScI/A. Felid

Ekspansi alam semesta tak sekadar berarti segala sesuatunya semakin menjauh seiring waktu, namun cahaya juga diregangkan saat merambat melalui kosmos. Karena panjang gelombang menentukan energi (lebih pendek berarti lebih energik), berarti kosmos mendingin seiring waktu, karena itu dulu lebih panas. Suhu alam semesta awal begitu panas, sehingga atom netral tidak bisa terbentuk. Jika gambaran ini benar, kita seharusnya melihat cahaya sisa radiasi ini di segala arah, yang telah mendingin hingga beberapa derajat di atas nol mutlak. Penemuan latar belakang gelombang mikro kosmik pada tahun 1964 oleh Arno Penzias dan Bob Wilson adalah konfirmasi menakjubkan dari Big Bang.

latar-belakang-gelombang-mikro-kosmik-informasi-astronomi
Menurut observasi Penzias dan Wilson, bidang galaksi memancarkan beberapa sumber radiasi astrofisika (pusat), namun di bagian atas dan bawah, yang tersisa hanyalah latar belakang radiasi yang seragam.
Tim Sains NASA/WMAP

Oleh karena itu sangat menarik untuk terus melakukan ekstrapolasi mundur ke masa lalu, saat kosmos lebih panas dan lebih padat. Jika terus kembali ke masa lalu, maka kita akan menemukan:
  • Suatu masa ketika pasangan materi dan antimateri dapat terbentuk secara spontan, karena alam semesta sangat energik sehingga pasangan partikel/antipartikel dapat terbentuk secara spontan.
  • Suatu masa ketika proton dan neutron secara individu terpecah menjadi plasma quark-gluon, karena suhu dan kerapatannya sangat tinggi sehingga alam semesta menjadi lebih padat daripada interior nukleus atom.
  • Dan akhirnya, suatu masa ketika kerapatan dan suhu naik ke nilai tak terhingga, karena semua materi dan energi di alam semesta terkandung hanya dalam satu titik: singularitas.
Singularitas inilah yang mewakili dipatahkannya hukum fisika, juga dipahami sebagai yang mewakili asal usul ruang dan waktu. Inilah konsep utama Big Bang.

sebelum-big-bang-adalah-inflasi-kosmik-informasi-astronomi
Jika kita melakukan ekstrapolasi jauh ke masa lalu, kita sampai ke keadaan kosmos yang lebih panas dan lebih padat. Apakah hal ini berujung ke singularitas yang mematahkan hukum fisika itu sendiri?
NASA/CXC/M Weiss

Tentu saja, semuanya kecuali yang terakhir (singularitas) telah dikonfirmasi sebagai sebuah kebenaran! Kita telah berhasil menciptakan plasma quark-gluon di laboratorium, kita telah menciptakan pasangan materi-antimateri, kita telah melakukan perhitungan elemen yang membentuk cahaya, dan membuat pengukuran tentang elemen apa saja yang melimpah selama tahap awal alam semesta, dan menemukan bahwa mereka sesuai dengan prediksi Big Bang. Lebih jauh lagi, kita telah mengukur fluktuasi latar belakang gelombang mikro kosmik dan melihat bagaimana struktur yang terikat oleh gaya gravitasi seperti bintang dan galaksi terbentuk dan tumbuh. Ke mana pun kita melihat, kita menemukan kesepakatan yang luar biasa antara teori dan observasi. Big Bang terlihat layaknya seorang pemenang.

Komentar

Postingan populer dari blog ini

Apa Itu Kosmologi? Definisi dan Sejarah

Potret dari sebuah simulasi komputer tentang pembentukan struktur berskala masif di alam semesta, memperlihatkan wilayah seluas 100 juta tahun cahaya beserta gerakan koheren yang dihasilkan dari galaksi yang mengarah ke konsentrasi massa tertinggi di bagian pusat. Kredit: ESO Kosmologi adalah salah satu cabang astronomi yang mempelajari asal mula dan evolusi alam semesta, dari sejak Big Bang hingga saat ini dan masa depan. Menurut NASA, definisi kosmologi adalah “studi ilmiah tentang sifat alam semesta secara keseluruhan dalam skala besar.” Para kosmolog menyatukan konsep-konsep eksotis seperti teori string, materi gelap, energi gelap dan apakah alam semesta itu tunggal ( universe ) atau multisemesta ( multiverse ). Sementara aspek astronomi lainnya berurusan secara individu dengan objek dan fenomena kosmik, kosmologi menjangkau seluruh alam semesta dari lahir sampai mati, dengan banyak misteri di setiap tahapannya. Sejarah Kosmologi dan Astronomi Pemahaman manusia

Inti Galaksi Aktif

Ilustrasi wilayah pusat galaksi aktif. (Kredit: NASA/Pusat Penerbangan Antariksa Goddard) Galaksi aktif memiliki sebuah inti emisi berukuran kecil yang tertanam di pusat galaksi. Inti galaksi semacam ini biasanya lebih terang daripada kecerahan galaksi. Untuk galaksi normal, seperti galaksi Bima Sakti, kita menganggap total energi yang mereka pancarkan sebagai jumlah emisi dari setiap bintang yang ada di dalamnya, tetapi tidak dengan galaksi aktif. Galaksi aktif menghasilkan lebih banyak emisi energi daripada yang seharusnya. Emisi galaksi aktif dideteksi dalam spektrum inframerah, radio, ultraviolet, dan sinar-X. Emisi energi yang dipancarkan oleh inti galaksi aktif atau active galaxy nuclei (AGN) sama sekali tidak normal. Lantas bagaimana AGN menghasilkan output yang sangat energik? Sebagian besar galaksi normal memiliki sebuah lubang hitam supermasif di wilayah pusat. Lubang hitam di pusat galaksi aktif cenderung mengakresi material dari wilayah pusat galaksi yang b

Messier 73, Asterisme Empat Bintang yang Membentuk Huruf Y

Asterisme Messier 73. Kredit gambar: Wikisky Messier 73 adalah asterisme (pola bintang) yang disusun oleh empat bintang di rasi selatan Aquarius yang terletak sekitar 2.500 tahun cahaya dari Bumi. Dengan magnitudo semu 9, nama lain bagi Messier 73 adalah NGC 6994 di New General Catalogue . Keempat bintang yang menyusun asterisme mirip huruf Y tidak memiliki hubungan secara fisik satu sama lain, mereka hanya tampak berdekatan di langit karena berada di satu garis pandang ketika diamati dari Bumi. Messier 73 cukup redup dan tidak mudah diamati menggunakan teropong 10×50, dibutuhkan setidaknya teleskop 4 inci untuk mengungkap pola huruf Y secara mendetail. Menduduki area 2,8 busur menit, keempat bintang Messier 73 memiliki magnitudo semu 10,48, 11,32, 11,90 dan 11,94. Musim panas adalah waktu terbaik untuk mengamatinya. Messier 73 dapat ditemukan di sebelah selatan Aquarius, tepatnya di dekat perbatasan dengan Capricornus. Messier 73 juga bisa dilokalisir hanya 1,5 der