Ilustrasi Ledakan Besar (sumber : www.pinterest.com)
Kalau membicarakan tentang permulaan alam semesta, ada banyak teorinya karena memang tidak ada yang tau pasti. Teori yang paling terkenal adalah Teori Ledakan Besar atau Big Bang. Menurut astronom Georges Lemaître pada tahun 1927, alam semesta bermula dari suatu titik yang sangat sangat kecil dan sangat panas dengan kerapatan tak terhingga. Lalu, secara tiba-tiba titik yang kecilnya tak terbatas itu meluas dengan cepat - bahkan sampai sekarang pun masih terus membesar - sampai besarnya menjadi seperti yang ada sekarang. Perbesaran alam semesta ini memang bisa dilihat. 2 tahun setelah pernyataan Lemaître, muncul astronom lain bernama Edwin Hubble yang menemukan bahwa galaksi lain bergerak menjauh dari kita. Selain itu, semakin jauh suatu galaksi dari kita, semakin cepat galaksi itu bergerak menjauh. Hal ini juga diamati pada 1912 oleh Vesto Slipher, astronom dari Amerika. Pada tahun 1922, Alexander Friedmann dari Rusia menciptakan Persamaan Friedmann - persamaan yang diturunkan dari persamaan relativitas umum - yang menunjukkan bahwa alam semesta kemungkinan besar sedang mengembang. Jadi, Teori Ledakan Besar mulai diusulkan karena hasil pengamatan luar angkasa pada awal abad ke-20. Alam semesta yang awalnya hanya berupa titik yang tak terbatas kecilnya kemudian membesar dengan sekejap. Peristiwa yang disebut dengan 'Singularitas' ini terjadi 13,8 miliar tahun yang lalu. Singularitas terjadi di suatu zaman yang dinamakan Zaman Planck. Era Planck adalah periode alam semesta paling pertama yang diketahui yang berlangsung kira-kira 10^-43 detik (1 detik dibagi 1 dengan 43 angka nol di belakang nya). Ini sangat-sangat singkat sampai-sampai periode waktunya hanya bisa diukur dalam waktu Planck. Di antara 10^-43 dan 10^-36 detik, suhu alam semesta mulai berubah, mendingin sampai 10^28 K dari 10^-36 sampai 10^-32 detik setelah Big Bang. Setelah itu, dimulailah Zaman Inflasi, 10^-32 detik setelah Big Bang. Pada zaman ini alam semesta berisi energi, suhu, dan tekanan yang sangat padat yang mempercepat pengembangan dan pendinginan alam semesta. Kecepatan inflasi sangat cepat, bahkan melebihi kecepatan cahaya. Inflasi terjadi karena alam semesta yang masih berisi energi yang tidak stabil dan yang karakteristiknya belum diketahui. Energi pada Zaman Inflasi itu menyebar dengan tidak merata di angkasa.
Sumber : https://www.astronomy.com
Zaman berlanjut ke Zaman Pendinginan, ketika alam semesta terus berkurang kerapatan dan suhunya energi setiap partikel mulai berkurang dan transisi fase berlanjut hingga gaya fundamental fisika dan partikel elementer berubah menjadi bentuk sekarang. 1 detik setelah Big Bang, neutron, proton, elektron, positron, foton, dan neutrino memenuhi alam semesta. Saat ini suhu alam semesta mencapai 5,5 miliar°C. Setelah kira-kira 379.000 tahun, elektron bergabung dengan inti hidrogen dan helium untuk membentuk atom. Sementara radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis (CMB) terpisah dari materi. Cosmic Microwave Background atau CMB sendiri merupakan cahaya tertua di alam semesta dan dapat dilihat di segala arah, pada jarak sekitar 13,8 miliar tahun cahaya. Setelah miliaran tahun berlalu, daerah di alam semesta yang lebih padat mulai memiliki gravitasi dan menarik materi-materi. Pada akhirnya, terbentuklah awan gas, bintang, galaksi, dan benda-benda angkasa lainnya yang kita lihat hari ini. Karena pada masa ini alam semesta modern mulai terbentuk, zaman ini dinamakan Zaman Struktur. Jadi, proses perkembangan alam semesta dari Ledakan Besar sampai sekarang ringkasnya seperti ini. 13,8 miliar tahun yang lalu, semua materi berada di dalam suatu 'bola' yang sangat kecil, sangat padat, dan sangat panas yang disebut Singularitas. Saat alam semesta membesar, ruang angkasa perlahan mendingin. Pada saat itu, partikel-partikel kecil bergabung membentuk atom. Neutron bisa runtuh menjadi proton dan elektron atau bergabung dengan proton dan berubah menjadi deuterium atau isotop hidrogen. Elektron bebas menyebabkan foton menyebar sehingga membuat alam semesta menjadi buram. Saat mencapai suhu tertentu, elektron bergabung dengan inti atom, membentuk atom yang netral sehingga alam semesta menjadi transparan. Lalu, atom-atom itu bergabung membentuk struktur yang lebih besar sampai setelah sekian lama akhirnya membentuk planet, bintang, galaksi, dan para obyek angkasa lainnya. Para bintang pertama menciptakan atom lagi yang menyebabkan lebih banyak bintang yang lahir. Asteroid, komet, dan lubang hitam pun juga mulai bermunculan. Karena proses awal mula alam semesta yang panjang ini sangat memukau - dan pengembangannya terlihat seolah-olah seperti alam semesta yang 'meledak' - akhirnya dinamailah 'Ledakan Besar'.
Proses terjadinya Ledakan Besar (sumber : https://phys.org)
Pengembangan alam semesta masih diteliti sampai sekarang oleh Hubble, Spitzer, dan teleskop angkasa NASA lainnya. Tujuannya untuk menentukan apakah alam semesta akan mengembang selamanya atau apakah suatu saat nanti akan runtuh dalam proses yang dinamakan "Big Crunch". Sementara sisa-sisa dari Big Bang - yaitu radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik - diamati dengan Cosmic Background Explorer (COBE) dan Wilkinson Microware Anisotropy Probe (WMAP). NASA meluncurkan kedua misi ini untuk mempelajari untuk mengambil gambar alam semesta 400.000 tahun setelah tercipta. Pada 1992, COBE memetakan titik panas dan dingin dalam radiasi CMB. Data ini digunakan untuk menggambarkan calon gugus galaksi raksasa yang membentang sampai ratusan juta tahun cahaya. Sedangkan WMAP yang memiliki resolusi yang jauh lebih baik daripada COBE mengukur perbedaan suhu radiasi ini yang hampir merata di seluruh alam semesta. Setelah COBE dan WMAP, giliran ESA yang meluncurkan Misi Planck pada 2009. Misi Planck membuat peta radiasi CMB yang paling akurat dengan alatnya yang sensitif terhadap perubahan suhu. Bahkan wahana antariksa ini bisa mendeteksi perubahan suhu walaupun hanya sekecil sepersejuta derajat. Cara lain untuk mengamati alam semesta awal adalah melalui gelombang gravitasi. NASA dan ESA sudah merencanakan beberapa misi untuk mencari gelombang gravitasi dari Zaman Inflasi. Pada tahun 1996, para astronom mengamati supernova yang kebetulan terletak sangat jauh. Hasil pengamatan supernova itu menunjukkan pengembangan alam semesta yang semakin cepat. Ini sangat aneh karena seharusnya kecepatan pengembangan alam semesta diperlambat dengan adanya materi-materi (planet, bintang, dan materi lain apapun) yang menciptakan tarikan gravitasi yang sangat kuat. Dan gaya gravitasi ini seharusnya bisa memperlambat pengembangan. Untuk saat ini, pemicu pengembangan alam semesta yang dipercepat dinamakan 'Energi Gelap' yang sampai sekarang tidak diketahui keberadaannya ataupun apa sebenarnya 'energi' itu.
Peta latar belakang gelombang mikro kosmik oleh ketiga teleskop angkasa (sumber : www.nasa.gov)
Sekarang pertanyaan yang masih menggantung adalah apa - atau mungkin siapa - yang memulai peristiwa krusial ini? Dan menurut kalian kira-kira apa yang terjadi sebelum alam semesta kita dimulai? Mungkin ini adalah pertanyaan yang tidak akan pernah terjawab seumur hidup. Tapi, bagaimana menurut kalian?
Ilustrasi Big Bang (sumber : www.istockphoto.com)
0 Comments