Penjelasan Big Bang - Teori Big Bang adalah penjelasan utama tentang bagaimana alam semesta dimulai. Paling sederhananya, ia mengatakan alam semesta seperti yang kita ketahui dimulai dengan singularitas kecil, kemudian meningkat selama 13,8 miliar tahun ke depan ke kosmos yang kita kenal sekarang.
Karena instrumen saat ini tidak memungkinkan para astronom untuk kembali pada kelahiran alam semesta, banyak dari apa yang kita pahami tentang Teori Big Bang berasal dari rumus dan model matematika. Astronom dapat, bagaimanapun, melihat "gema" dari ekspansi melalui fenomena yang dikenal sebagai latar belakang gelombang mikro kosmik.
Sementara mayoritas komunitas astronomi menerima teori, ada beberapa ahli teori yang memiliki penjelasan alternatif selain Big Bang - seperti inflasi abadi atau alam semesta yang berosilasi.
Ungkapan "Big Bang Theory" telah populer di kalangan astrofisikawan selama beberapa dekade, tetapi melanda mainstream pada tahun 2007 ketika sebuah acara komedi dengan nama yang sama ditayangkan di CBS. Acara ini mengikuti kehidupan rumah dan akademik beberapa peneliti (termasuk astrofisikawan).
Sup awal ini tidak mungkin untuk dilihat, karena cahaya tidak bisa membawanya ke dalamnya. "Elektron bebas akan menyebabkan cahaya (foton) untuk menyebarkan bagaimana cahaya matahari mencerai-beraikan dari tetesan air di awan," kata NASA. Seiring waktu, bagaimanapun, elektron bebas bertemu dengan inti atom dan menciptakan netral. Ini memungkinkan cahaya bersinar sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang.
Cahaya awal ini - kadang-kadang disebut "perasaan hangat" dari Big Bang - lebih dikenal sebagai latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB). Ini pertama kali diprediksi oleh Ralph Alpher dan ilmuwan lain pada tahun 1948, tetapi hanya ditemukan secara tidak sengaja hampir 20 tahun kemudian. [Gambar: Mengintip Kembali ke Big Bang & Awal Universe]
Arno Penzias dan Robert Wilson, keduanya dari Bell Telephone Laboratories di Murray Hill, New Jersey, membangun penerima radio pada tahun 1965 dan mengambil suhu yang lebih tinggi dari yang diperkirakan, menurut NASA. Pada awalnya, mereka mengira anomali itu disebabkan oleh merpati dan kotoran mereka, tetapi bahkan setelah membersihkan kekacauan dan membunuh merpati yang mencoba berkeliaran di dalam antena, anomali itu bertahan.
Bersamaan dengan itu, tim Universitas Princeton (dipimpin oleh Robert Dicke) berusaha menemukan bukti CMB, dan menyadari bahwa Penzias dan Wilson telah menemukan itu. Masing-masing tim menerbitkan makalah dalam Astrophysical Journal pada tahun 1965.
Karena instrumen saat ini tidak memungkinkan para astronom untuk kembali pada kelahiran alam semesta, banyak dari apa yang kita pahami tentang Teori Big Bang berasal dari rumus dan model matematika. Astronom dapat, bagaimanapun, melihat "gema" dari ekspansi melalui fenomena yang dikenal sebagai latar belakang gelombang mikro kosmik.
Sementara mayoritas komunitas astronomi menerima teori, ada beberapa ahli teori yang memiliki penjelasan alternatif selain Big Bang - seperti inflasi abadi atau alam semesta yang berosilasi.
Ungkapan "Big Bang Theory" telah populer di kalangan astrofisikawan selama beberapa dekade, tetapi melanda mainstream pada tahun 2007 ketika sebuah acara komedi dengan nama yang sama ditayangkan di CBS. Acara ini mengikuti kehidupan rumah dan akademik beberapa peneliti (termasuk astrofisikawan).
Detik pertama, dan kelahiran cahaya
Pada detik pertama setelah alam semesta dimulai, suhu sekitarnya sekitar 10 miliar derajat Fahrenheit (5,5 miliar Celcius), menurut NASA. Kosmos mengandung berbagai partikel fundamental seperti neutron, elektron dan proton. Ini membusuk atau digabungkan saat alam semesta semakin dingin.Sup awal ini tidak mungkin untuk dilihat, karena cahaya tidak bisa membawanya ke dalamnya. "Elektron bebas akan menyebabkan cahaya (foton) untuk menyebarkan bagaimana cahaya matahari mencerai-beraikan dari tetesan air di awan," kata NASA. Seiring waktu, bagaimanapun, elektron bebas bertemu dengan inti atom dan menciptakan netral. Ini memungkinkan cahaya bersinar sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang.
Cahaya awal ini - kadang-kadang disebut "perasaan hangat" dari Big Bang - lebih dikenal sebagai latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB). Ini pertama kali diprediksi oleh Ralph Alpher dan ilmuwan lain pada tahun 1948, tetapi hanya ditemukan secara tidak sengaja hampir 20 tahun kemudian. [Gambar: Mengintip Kembali ke Big Bang & Awal Universe]
Arno Penzias dan Robert Wilson, keduanya dari Bell Telephone Laboratories di Murray Hill, New Jersey, membangun penerima radio pada tahun 1965 dan mengambil suhu yang lebih tinggi dari yang diperkirakan, menurut NASA. Pada awalnya, mereka mengira anomali itu disebabkan oleh merpati dan kotoran mereka, tetapi bahkan setelah membersihkan kekacauan dan membunuh merpati yang mencoba berkeliaran di dalam antena, anomali itu bertahan.
Bersamaan dengan itu, tim Universitas Princeton (dipimpin oleh Robert Dicke) berusaha menemukan bukti CMB, dan menyadari bahwa Penzias dan Wilson telah menemukan itu. Masing-masing tim menerbitkan makalah dalam Astrophysical Journal pada tahun 1965.
Menentukan umur alam semesta
Latar belakang gelombang mikro kosmik telah diamati pada banyak misi. Salah satu misi ruang angkasa yang paling terkenal adalah satelit NASA Cosmic Background Explorer (COBE), yang memetakan langit pada tahun 1990-an.
Beberapa misi lain telah mengikuti jejak COBE, seperti eksperimen BOOMERanG (Pengamatan Balon dari Radiasi Extragalactic dan Geofisika Milimetrik), Wilkinson Microwave Anisotropy Probe NASA (WMAP) dan satelit Planck Badan Antariksa Eropa.
Pengamatan Planck, yang pertama kali dirilis pada 2013, memetakan latar belakang dalam detail yang belum pernah terjadi sebelumnya dan mengungkapkan bahwa alam semesta lebih tua dari perkiraan 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-peta itu memunculkan misteri-misteri baru, seperti mengapa Belahan Bumi Selatan tampak sedikit lebih merah (lebih hangat) daripada Belahan Bumi Utara. The Big Bang Theory mengatakan bahwa CMB akan hampir sama, di mana pun Anda memandang.
Memeriksa CMB juga memberikan petunjuk astronom tentang komposisi alam semesta. Para peneliti berpikir sebagian besar kosmos terdiri dari materi dan energi yang tidak bisa "dirasakan" dengan instrumen konvensional, yang mengarah ke nama-nama materi gelap dan energi gelap. Hanya 5 persen dari alam semesta terdiri dari materi seperti planet, bintang dan galaksi.
kontroversi Gelombang gravitasi
Sementara para astronom dapat melihat awal alam semesta, mereka juga telah mencari bukti dari inflasi yang cepat. Teori mengatakan bahwa pada detik pertama setelah alam semesta lahir, kosmos kita menggelembung lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Itu, omong-omong, tidak melanggar batas kecepatan Albert Einstein karena dia mengatakan bahwa cahaya adalah maksimum apa pun yang dapat melakukan perjalanan di alam semesta. Itu tidak berlaku untuk inflasi alam semesta itu sendiri.
Pada tahun 2014, para astronom mengatakan mereka telah menemukan bukti di CMB mengenai "B-mode," semacam polarisasi yang dihasilkan ketika alam semesta semakin besar dan menciptakan gelombang gravitasi. Tim melihat bukti ini menggunakan teleskop Antartika yang disebut "Pencitraan Latar Belakang Polarisasi Ekstragalaktika Kosmik", atau BICEP2.
"Kami sangat yakin bahwa sinyal yang kami saksikan itu nyata, dan itu ada di langit," kata peneliti utama John Kovac, dari Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics, kepada Space.com pada Maret 2014.
Tetapi pada bulan Juni, tim yang sama mengatakan bahwa temuan mereka mungkin telah diubah oleh debu galaksi yang menghalangi jalan pandang mereka.
"Perjamuan dasar belum berubah; kami memiliki kepercayaan yang tinggi terhadap hasil kami," kata Kovac dalam konferensi pers yang dilaporkan oleh New York Times. "Informasi baru dari Planck membuatnya tampak seperti prediksi pra-Planckian tentang debu yang terlalu rendah," tambahnya.
Hasil dari Planck dimasukkan online dalam bentuk yang diterbitkan sebelumnya pada bulan September. Pada Januari 2015, peneliti dari kedua tim bekerja sama "menegaskan bahwa sinyal Bicep sebagian besar, jika tidak semua, stardust," kata New York Times dalam artikel lain.
Secara terpisah, gelombang gravitasi telah dikonfirmasi ketika berbicara tentang gerakan dan tabrakan lubang hitam yang beberapa puluh massa lebih besar dari matahari kita. Gelombang ini telah terdeteksi beberapa kali oleh Laser Interferometer Observatorium Gelombang-Gravitasi (LIGO) sejak tahun 2016. Karena LIGO menjadi lebih sensitif, diperkirakan bahwa menemukan gelombang gravitasi terkait lubang hitam akan menjadi peristiwa yang cukup sering.
Lebih cepat inflasi, multiverses dan memetakan awal
Alam semesta tidak hanya meluas, tetapi menjadi lebih cepat ketika mengembang. Ini berarti bahwa dengan berjalannya waktu, tidak ada yang dapat melihat galaksi lain dari Bumi, atau titik pandang lain di dalam galaksi kita.
"Kami akan melihat galaksi yang jauh bergerak menjauh dari kami, tetapi kecepatan mereka meningkat seiring waktu," kata astronom Universitas Harvard Avi Loeb dalam artikel Space.com Maret 2014.
"Jadi, jika Anda menunggu cukup lama, akhirnya, galaksi yang jauh akan mencapai kecepatan cahaya. Apa artinya itu bahkan cahaya tidak akan mampu menjembatani celah yang sedang dibuka 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 menyatakan bahwa alam semesta yang kita alami hanyalah salah satu dari sekian banyak. Dalam model "multiverse", alam semesta yang berbeda akan hidup berdampingan satu sama lain seperti gelembung yang berbaring berdampingan. Teori ini menunjukkan bahwa dalam dorongan inflasi pertama, berbagai bagian ruang-waktu tumbuh pada tingkat yang berbeda. Ini bisa mengukir bagian yang berbeda - semesta yang berbeda - dengan hukum fisika yang berbeda.
"Sulit untuk membangun model-model inflasi yang tidak mengarah pada multiverse," Alan Guth, seorang fisikawan teoritis di Massachusetts Institute of Technology, mengatakan selama konferensi pers pada Maret 2014 tentang penemuan gelombang gravitasi. (Guth tidak berafiliasi dengan penelitian itu.)
"Ini bukan tidak mungkin, jadi saya pikir masih ada penelitian yang perlu dilakukan. Tetapi sebagian besar model inflasi memang mengarah ke multiverse, dan bukti inflasi akan mendorong kita ke arah mengambil [ide a) multiverse dengan serius. . "
Meskipun kita dapat memahami bagaimana alam semesta yang kita lihat, mungkin saja Big Bang bukanlah periode inflasi pertama yang dialami alam semesta. Beberapa ilmuwan percaya bahwa kita hidup dalam kosmos yang melalui siklus teratur inflasi dan deflasi, dan bahwa kita kebetulan tinggal di salah satu fase ini. Dilansir Space