Big Bang, Asal-Usul Alam Semesta?
Ilustrasi asal usul
Alam semesta mengandung semua hal yang ada di angkasa: Bumi, Matahari, bintang, galaksi dan yang lainnya. Selama ribuan tahun, manusia terus mencari tahu asal-usul bagaimana alam semesta yang luas ini terbentuk.
Banyak ilmuwan sekarang mengira mereka telah memiliki jawabannya. Mereka berpendapat bahwa alam semesta mulai terbentuk kira-kira 14 miliar tahun yang lalu melalui sebuah ledakan besar. Mereka menyebut ledakan ini dengan ledakan besar (Big Bang).
Ide Awal Big Bang
Hal ini diamati oleh para astronom sebelumnya dan dibuktikan oleh Edwin Hubble bahwa galaksi tetangga galaksi Bima Sakti kita, mulai berkurang jauh. Semakin jauh mereka, semakin cepat yang mereka akan bergerak menjauhi kita. Artinya, resesi kecepatan galaksi berbanding lurus dengan jarak dari kami. Ini disebut Hukum Hubble.
Benda yang bergerak menjauh dari galaksi dari satu sama lain adalah karena perluasan ruang itu sendiri. Bayangkan dua titik merah digambar pada balon kempis. Sekarang sebagai balon mengembang, jarak antara dua titik akan terus bertambah. Ini bukan karena dua titik merah yang bergerak di permukaan balon tetapi karena kain balon itu sendiri berkembang. Hal yang sama terjadi dalam kasus galaksi. Ruang waktu ekspansi itu sendiri mengarah ke hubungan berbanding lurus antara kecepatan dan jarak galaksi recessional.
Sekarang jika kita membalikkan kembali ekspansi skenario dalam waktu, kita melihat bahwa jika galaksi bergerak cepat menjauh sekarang, maka mereka harus telah mengelompok bersama-sama di masa lalu. Artinya, alam semesta telah pasti berbentuk padat (dengan materi yang lebih dan energi dikemas dalam satuan volume) di masa lalu. Jika Anda terus kembali pada waktunya, seluruh alam semesta akan konvergen ke titik kepadatan tak terbatas dan super-tinggi suhu. Ini adalah titik awal dari big bang.
Alam semesta mulai berkembang keluar dari titik awal jauh padat. Ide penting untuk dipahami di sini adalah bahwa big bang tidak terjadi di suatu tempat di alam semesta. Alam semesta itu sendiri adalah titik tak terhingga padat, singularitas, yang diperluas untuk ukuran saat ini.
Perkembangan teori Bigbang
Teori Big Bang awalnya dikembangkan pada akhir tahun 1920 oleh Georges-Henri Lemaitre, seorang imam Katolik Belgia dan astronom, advokat awal solusi untuk persamaan lapangan relativitas umum yang diprediksi alam semesta kita sedang berkembang. (Untuk teori kosmologi dianggap serius, mereka harus menimbulkan kemungkinan solusi untuk persamaan umum Einstein relativitas lapangan.)
Meskipun solusi semesta-berkembang untuk persamaan lapangan diturunkan oleh kosmolog Rusia Alexander Friedman pada tahun 1922, Lemaitre adalah orang pertama yang menyadari bahwa alam semesta terus berkembang menyiratkan bahwa di beberapa titik di masa lalu alam semesta pasti sudah jauh lebih padat dan lebih kecil, bahkan dari ukuran atom.
Teori Big Bang didukung terutama oleh dua jalur utama dari bukti - pertama, fakta bahwa semua galaksi bergerak cepat dari satu sama lain (dikonfirmasi oleh Edwin Hubble pada tahun 1929), dan kedua, adanya radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik, atau yang "gema" dari Big Bang.
Radiasi gelombang mikro kosmik latar belakang tidak ditemukan sampai tahun 1965, dan sampai saat ini, para ilmuwan dibagi antara teori Big Bang dan rivalnya, model steady state Fred Hoyle, yang menegaskan bahwa alam semesta mengembang, tapi tetap pada dasarnya sama karena tetap dan hal baru tidak terus diciptakan.
Sejak akhir 1960-an, teori Big Bang telah menjadi penjelasan yang dominan kelahiran alam semesta kita. Model steady state Fred Hoyle telah dibuang dari pembicaraan umum. Sebagian besar kosmologi sejak saat itu telah terdiri dari modifikasi dan ekstensi dari teori Big Bang.
Karena fisikawan belum merumuskan teori yang konsisten yang menjelaskan bagaimana gravitasi beroperasi pada skala sangat kecil (seperti yang ada di instan dari Big Bang), kosmolog tidak dapat merumuskan teori tentang apa yang terjadi sebelum sekitar 10 ^ -43 detik setelah Big Bang.
Alam semesta kita mungkin berasal sebagai entitas pointlike dengan kepadatan hampir-tak terbatas, atau mungkin sesuatu yang lain. Matematika kami, instrumen, dan metodologi ilmiah mungkin perlu ditingkatkan secara substansial sebelum kemajuan dibuat.
Dalam Teori Relativitas Umum' Einstein, gravitasi yang ditafsirkan sebagai kelengkungan ruang waktu, membuka ilmu baru 'Kosmologi'. Untuk pertama kalinya, kami memiliki kerangka kerja, dimana sejarah dan nasib alam semesta bisa dianalisis secara teoritis. Berdasarkan asumsi bahwa alam semesta ini isotropik dan homogen, Alexander Friedman mengembangkan persamaan yang mengatur apa yang dikenal sebagai kosmologi.
Dan Georges Lemaitre yang datang dengan teori 'Big Bang' (yang merupakan nama yang diberikan untuk merendahkan teori itu sendiri oleh salah satu kritikus yang terkuat, Fred Hoyle). Lemaitre menyebutnya, 'teori atom purba'.
Apa yang Terjadi Setelah Ledakan Besar?
Tidak ada seorang pun tahu apa yang menyebabkan ledakan besar, akan tetapi para ilmuwan mengetahui apa yang terjadi di sepanjang detik pertama setelah ledakan besar.
Jenis alam semesta baru ini sangat panas dan sangat kecil. Alam semesta ini tertiup ke luar sangat cepat. Dalam tiga menit awal, materi mulai terbentuk. Ratusan tahun sesudahnya, alam semesta terlihat seperti bola api besar.
Ketika ukurannya semakin besar, alam semesta mulai mendingin. Gas hidrogen terbentuk. Gas ini pecah menjadi gumpalan-gumpalan. Gumpalan-gumpalan tersebut bersatu membentuk galaksi dan bintang.
Jenis materi lainnya terbentuk di dalam bintang. Akhirnya, planet-planet seperti Bumi terbentuk di sekeliling beberapa bintang.
Apakah Ada Bukti Terjadinya Ledakan Besar?
Alam semesta yang mengembang merupakan bukti dari ledakan besar. Ilmuwan Amerika Edwin Hubble mempelajari cahaya yang berasal dari galaksi jauh di alam semesta. Pada 1929, dia menemukan bahwa galaksi tersebut melaju dari Bumi dan dari semua arah.
Ilmuwan melacak kembali garis edar galaksi ke tempat asalnya. Mereka menyaksikan bahwa semua galaksi berasal dari tempat yang sama. Membungkus semua materi ke dalam sebuah wilayah kecil yang sangat padat, membentuk bola panas yang membakar.
Ilmuwan menggunakan matematika untuk menjelaskan bagaimana alam semesta berjalan. Pada awal 1990-an, ilmuwan berkebangsaan Jerman-Amerika Albert Einstein datang dengan memprediksi persamaan perluasan alam semesta. Persamaan ini memiliki prediksi yang tepat pada gerakan bintang, planet, dan cahaya.
Lebih banyak bukti mengenai ledakan besar berasal datang di era 1990-an dari kapal ruang angkasa yang dikenal Cosmic Background Explorer (COBE). COBE menyaksikan berbagai cahaya yang berasal dari tempat yang sangat jauh di alam semesta.
Cahaya yang tersisa dari awal-awal pembentukan alam semesta. Cahaya ini hanya bisa diciptakan di alam semesta yang jauh lebih kecil dan lebih panas.
Akankah Alam Semesta Terus Mengembang?
Ilmuwan tidak begitu yakin apa yang akan terjadi dengan asal usul alam semesta. Pada umumnya mereka hanya mengira bahwa alam semesta akan terus mengembang. Bahkan mungkin pengembangannya berjalan dengan sangat cepat.
Teori Big Bang adalah penjelasan sains terbaik tentang bagaimana alam semesta diciptakan. Teori ini menyatakan bahwa seluruh alam semesta kita diciptakan ketika kecil (miliaran kali lebih kecil dari proton), super padat, super-hot massal meledak dan mulai berkembang sangat cepat, akhirnya pendinginan dan membentuk ke dalam bintang dan galaksi dengan yang kita familiar. Acara ini dikatakan telah terjadi sekitar 15 miliar tahun yang lalu.
Daripada memperluas luar ke dalam beberapa vakum yang sudah ada sebelumnya, peristiwa Big Bang adalah ruang itu sendiri memperluas - mungkin pada kecepatan lebih besar dari cahaya. (Sementara teori relativitas Einstein melarang segala sesuatu dalam ruang dari bepergian lebih cepat dari cahaya, itu tidak menetapkan batasan pada seberapa cepat struktur ruang itu sendiri mungkin akan berkembang.)
