Rabu, 10 November 2021

Apa itu Teori Big Bang? Merupakan sebuah pertanyaan yang mesti kita telaah dan pelajari jawabannya.

Setidaknya, demi mengetahui bagaimana awal terbentuknya alam semesta menurut ilmu sains.

Mari kita ikuti bahasan berikut di bawah ini untuk menemukan jawabannya.

Apa itu Teori Big Bang?

Pastinya kita penasaran, sebetulnya siapa yang pertama kali mengemukakan teori ini. Oleh karena itu, kita awali bahasan ini dengan mencari tahu dulu informasi dari mana asal usul teori ini bermula.

Siapa Penemu Teori Big Bang?

Menurut informasi dari NASA Space Place, teori big bang diawali dengan dikemukakannya ide oleh seorang astronom bernama Georges Lemaitre pada tahun 1927.

Lemaitre beranggapan bahwa alam semesta dimulai dari satu titik yang kemudian mengembang menjadi besar secara terus-menerus sehingga menjadi alam semesta kita sekarang.

Pendapat Lemaitre kemudian dikuatkan oleh penemuan Edwin Hubble pada 1929. Hubble menemukan bahwa galaksi di sekitar Bima Sakti saling menjauhi satu sama lain secara terus-menerus.

Apa itu Teori Bigbang

Teori Big Bang adalah penjelasan utama tentang bagaimana alam semesta dimulai. Sederhananya, dikatakan bahwa alam semesta seperti yang kita ketahui dimulai dengan titik tunggal yang sangat panas dan padat yang mengembang dan membentang, pertama dengan kecepatan yang tak terbayangkan, dan kemudian pada tingkat yang lebih terukur, selama 13,8 miliar tahun ke depan hingga kosmos yang masih berkembang, yang kita kenal hari ini.

Teknologi yang ada belum memungkinkan para astronom untuk benar-benar mengintip kembali kelahiran alam semesta, banyak dari apa yang kita pahami tentang Big Bang berasal dari rumus dan model matematika. Namun, para astronom dapat melihat "echo/gema" ekspansi melalui fenomena yang dikenal sebagai latar belakang gelombang mikro kosmik .

Sementara mayoritas komunitas astronomi menerima teori tersebut, ada beberapa ahli teori yang memiliki penjelasan alternatif selain Bigbng, seperti inflasi abadi atau alam semesta yang berosilasi.

Big Bang: Kelahiran Alam Semesta

Sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu, segala sesuatu di seluruh alam semesta terkondensasi dalam singularitas yang sangat kecil, titik kepadatan dan panas yang tak terbatas.

Tiba-tiba, ekspansi eksplosif dimulai, menggelembungkan alam semesta kita lebih cepat dari kecepatan cahaya. Ini adalah periode inflasi kosmik yang berlangsung hanya sepersekian detik, sekitar 10^-32 detik, menurut teori fisikawan Alan Guth tahun 1980 yang mengubah cara kita berpikir tentang Big Bang selamanya.

Ketika inflasi kosmik tiba-tiba berakhir dan masih misterius, deskripsi yang lebih klasik tentang Big Bang muncul. Banjir materi dan radiasi, yang dikenal sebagai "pemanasan ulang," mulai mengisi alam semesta kita dengan hal-hal yang kita kenal sekarang: partikel, atom, hal-hal yang akan menjadi bintang dan galaksi, dan seterusnya.

Ini semua terjadi hanya dalam detik pertama setelah alam semesta dimulai, ketika suhu segala sesuatu masih sangat panas, sekitar 10 miliar derajat Fahrenheit (5,5 miliar Celcius), menurut NASA. Kosmos sekarang berisi sejumlah besar partikel fundamental seperti neutron, elektron, dan proton; bahan mentah yang akan menjadi blok bangunan untuk segala sesuatu yang ada saat ini.

"Sup" awal ini tidak mungkin benar-benar dilihat karena tidak dapat menahan cahaya tampak. "Elektron bebas akan menyebabkan cahaya (foton) menyebar seperti sinar matahari menyebar dari tetesan air di awan," kata NASA. Namun, seiring waktu, elektron bebas ini bertemu dengan inti dan menciptakan atom netral, atau atom dengan muatan listrik positif dan negatif yang sama.

Ini memungkinkan cahaya akhirnya bersinar, sekitar 380.000 tahun setelah Big ang.

Kadang-kadang disebut "pijaran sisa" Big Bang, cahaya ini lebih dikenal sebagai latar belakang gelombang mikro kosmik (cosmic microwave background /CMB). Ini pertama kali diprediksi oleh Ralph Alpher dan ilmuwan lain pada tahun 1948 tetapi ditemukan hanya secara tidak sengaja hampir 20 tahun kemudian .

Penemuan yang tidak disengaja ini terjadi ketika Arno Penzias dan Robert Wilson, keduanya dari Bell Telephone Laboratories di New Jersey, sedang membangun penerima radio pada tahun 1965 dan mengambil suhu yang lebih tinggi dari perkiraan, menurut NASA.

Awalnya, mereka mengira anomali itu karena merpati mencoba bertengger di dalam antena dan kotorannya, tetapi mereka membersihkan kekacauan itu dan menyingkirkan merpatinya dan anomali itu tetap ada.

Bersamaan dengan itu, tim Universitas Princeton yang dipimpin oleh Robert Dicke berusaha menemukan bukti CMB dan menyadari bahwa Penzias dan Wilson telah menemukannya dengan pengamatan aneh mereka. Kedua kelompok masing-masing menerbitkan makalah di Astrophysical Journal pada tahun 1965.

Merekonstruksi Masa Awal Alam Semesta

Karena kita tidak dapat melihatnya secara langsung, para ilmuwan telah mencoba mencari cara untuk "melihat" Dentuman Besar melalui langkah-langkah lain. Dalam satu kasus, ahli kosmologi menekan mundur untuk mencapai instan pertama setelah Big Bang dengan mensimulasikan 4.000 versi alam semesta saat ini pada superkomputer masif.

"Kami mencoba melakukan sesuatu seperti menebak foto bayi alam semesta kita dari gambar terbaru," pemimpin studi Masato Shirasaki, seorang ahli kosmologi di National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), menulis dalam email ke Live Science .

Dengan apa yang diketahui tentang alam semesta saat ini, para peneliti dalam studi tahun 2021 ini membandingkan pemahaman mereka tentang bagaimana gaya gravitasi berinteraksi di alam semesta primordial dengan ribuan alam semesta model komputer mereka. Jika mereka dapat memprediksi kondisi awal alam semesta virtual mereka, mereka berharap dapat secara akurat memprediksi seperti apa alam semesta kita pada awalnya.

Peneliti lain telah memilih jalan yang berbeda untuk menginterogasi awal alam semesta kita.

Dalam sebuah studi tahun 2020, para peneliti melakukannya dengan menyelidiki pemisahan antara materi dan antimateri. Dalam studi yang belum ditinjau oleh rekan sejawat, mereka mengusulkan bahwa ketidakseimbangan jumlah materi dan antimateri di alam semesta terkait dengan jumlah materi gelap alam semesta yang sangat besar, zat yang tidak diketahui yang memberikan pengaruh terhadap gravitasi namun tidak berinteraksi dengan cahaya.

Mereka menyarankan bahwa pada saat-saat penting segera setelah Big Bang, alam semesta mungkin telah didorong untuk membuat lebih banyak materi daripada kebalikannya, antimateri, yang kemudian dapat menyebabkan pembentukan materi gelap

Usia Alam Semesta

CMB telah diamati oleh banyak peneliti sekarang dan dengan banyak misi pesawat ruang angkasa. Salah satu misi luar angkasa yang paling terkenal adalah satelit Cosmic Background Explorer (COBE) NASA, yang memetakan langit pada 1990-an.

Beberapa misi lain telah mengikuti jejak COBE, seperti percobaan BOOMERanG (Balloon Observations of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics), Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) NASA dan satelit Planck Badan Antariksa Eropa.

Pengamatan Planck, pertama kali dirilis pada tahun 2013, memetakan CMB dalam detail yang belum pernah terjadi sebelumnya dan mengungkapkan bahwa alam semesta lebih tua dari yang diperkirakan sebelumnya: berusia 13,82 miliar tahun, bukan 13,7 miliar tahun. Misi observatorium penelitian sedang berlangsung dan peta baru CMB dirilis secara berkala.

Namun, peta memunculkan misteri baru, seperti mengapa Belahan Bumi Selatan tampak sedikit lebih merah (lebih hangat) daripada Belahan Bumi Utara. Teori Big Bang mengatakan bahwa CMB sebagian besar akan sama, di mana pun Anda melihat.

Meneliti CMB juga memberikan petunjuk kepada para astronom tentang komposisi alam semesta. Para peneliti berpikir sebagian besar kosmos terdiri dari materi dan energi yang tidak dapat "dirasakan" dengan instrumen konvensional kita, yang mengarah ke nama "materi gelap" dan "energi gelap". Diperkirakan hanya 5% dari alam semesta yang terdiri dari materi seperti planet, bintang, dan galaksi.

Mengamati Gelombang Gravitasi

Sementara para astronom mempelajari permulaan alam semesta melalui langkah-langkah kreatif dan simulasi matematis, mereka juga mencari bukti inflasi yang cepat. Mereka telah melakukan ini dengan mempelajari gelombang gravitasi, gangguan kecil dalam ruang-waktu yang beriak keluar dari gangguan besar seperti, misalnya, dua lubang hitam bertabrakan, atau kelahiran alam semesta.

Menurut teori terkemuka, pada detik pertama setelah alam semesta lahir, kosmos kita menggelembung lebih cepat dari kecepatan cahaya. (Omong-omong, itu tidak melanggar batas kecepatan Albert Einstein. Dia pernah berkata bahwa kecepatan cahaya adalah yang tercepat yang dapat ditempuh apa pun di alam semesta, tetapi pernyataan itu tidak berlaku untuk inflasi alam semesta itu sendiri.)

Saat alam semesta mengembang, ia menciptakan CMB dan "suara latar" serupa yang terdiri dari gelombang gravitasi yang, seperti CMB, adalah semacam statis, yang dapat dideteksi dari semua bagian langit. Gelombang gravitasi itu, menurut LIGO Scientific Collaboration, menghasilkan polarisasi yang hampir tidak terdeteksi secara teori, salah satu jenisnya disebut "B-mode."

Pada tahun 2014, para astronom mengatakan mereka telah menemukan bukti mode-B menggunakan teleskop Antartika yang disebut "Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization," atau BICEP2.

"Kami sangat yakin bahwa sinyal yang kami lihat itu nyata, dan ada di langit," kata pemimpin peneliti John Kovac, dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, kepada Space.com pada Maret 2014.

Tetapi pada bulan Juni, tim yang sama mengatakan bahwa temuan mereka dapat diubah oleh debu galaksi yang menghalangi bidang pandang mereka. Hipotesis itu didukung oleh hasil baru dari satelit Planck.

Pada Januari 2015, para peneliti dari kedua tim yang bekerja sama "mengkonfirmasi bahwa sinyal Bicep sebagian besar, jika tidak semua, debu bintang," kata New York Times.

Namun, sejak itu gelombang gravitasi tidak hanya dikonfirmasi keberadaannya, tetapi telah diamati beberapa kali.

Gelombang-gelombang ini, yang bukan mode-B dari kelahiran alam semesta, melainkan dari tumbukan lubang hitam yang lebih baru, telah dideteksi berkali-kali oleh Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), dengan deteksi gelombang gravitasi pertama. berlangsung pada tahun 2016. Karena LIGO menjadi lebih sensitif, diperkirakan bahwa penemuan gelombang gravitasi terkait lubang hitam akan menjadi peristiwa yang cukup sering.

Ekspansi Alam Semesta yang Berkelanjutan

Alam semesta tidak hanya mengembang, tetapi berkembang lebih cepat. Ini berarti bahwa seiring waktu, tidak ada yang bisa melihat galaksi lain dari Bumi, atau titik pandang lain di dalam galaksi kita.

"Kita akan melihat galaksi-galaksi jauh bergerak menjauh dari kita, tetapi kecepatannya meningkat seiring waktu," kata astronom Universitas Harvard Avi Loeb dalam artikel Space.com Maret 2014.

"Jadi, jika Anda menunggu cukup lama, pada akhirnya, galaksi yang jauh akan mencapai kecepatan cahaya. Artinya, cahaya pun tidak akan bisa menjembatani celah yang terbuka antara galaksi itu dan kita. Tidak ada cara untuk makhluk luar angkasa di galaksi itu untuk berkomunikasi dengan kita, untuk mengirim sinyal apa pun yang akan mencapai kita, begitu galaksi mereka bergerak lebih cepat daripada cahaya relatif terhadap kita."

Beberapa fisikawan juga menyarankan bahwa alam semesta yang kita alami hanyalah salah satu dari banyak alam semesta. Dalam model "multisemesta", alam semesta yang berbeda akan hidup berdampingan satu sama lain seperti gelembung yang berbaring berdampingan. Teori itu menunjukkan bahwa dalam dorongan inflasi besar pertama itu, bagian-bagian ruang-waktu yang berbeda tumbuh pada tingkat yang berbeda. Ini bisa mengukir bagian yang berbeda, alam semesta yang berbeda, dengan hukum fisika yang berpotensi berbeda.

"Sulit untuk membangun model inflasi yang tidak mengarah ke multiverse," Alan Guth, fisikawan teoretis di Massachusetts Institute of Technology, mengatakan selama konferensi pers pada Maret 2014 tentang penemuan gelombang gravitasi. (Guth tidak berafiliasi dengan penelitian itu.)

"Bukan tidak mungkin, jadi saya pikir masih ada penelitian yang perlu dilakukan. Tetapi sebagian besar model inflasi mengarah ke multiverse, dan bukti inflasi akan mendorong kita ke arah mengambil [gagasan] multiverse secara serius."

Meskipun kita dapat memahami bagaimana alam semesta yang kita lihat terbentuk, ada kemungkinan bahwa Big Bang bukanlah periode inflasi pertama yang dialami alam semesta. Beberapa ilmuwan percaya bahwa kita hidup di alam semesta yang mengalami siklus inflasi dan deflasi yang teratur, dan bahwa kita kebetulan hidup di salah satu fase ini.

Beja-Beja Blog Inspirasi

Apa itu Teori Big Bang, Inilah Jawabannya