Minggu, 29 Januari 2012

Permulaan Alam Semesta

Dentuman Besar




Ilustrasi saat dentuman besar atau big bang terjadi. kredit : Particle Physics Laboratory, Annecy-le-Vieux, France

Seperti diketahui, Big Bang atau Dentuman besar merupakan sebuah kejadian yang memicu terbentuknya alam semesta. Tapi meskipun demikian, informasi akan apa yang terjadi di era Nukleosintesis Dentuman Besar ketika alam semesta baru berusia beberapa detik sampai beberapa menit belumlah benar-benar diketahui. 

Lantas apa yang harus dilakukan untuk mengetahui apa yang terjadi dahulu? Jelas tidak mungkin jika manusia pergi ke masa itu, namun ekstrapolasi hukum fisika bisa membawa manusia untuk menelusuri kembali apa yang terjadi sekarang sampai ke waktu terjadinya nukleosintesa. Penelusuran itu bisa berlanjut lebih jauh ke masa lalu untuk memberi susunan dan gambaran akan apa yang sebenarnya terjadi di masa awal alam semesta. Tapi sejauh mana bisa berekstrapolasi menuju singularitas masih menjadi perdebatan tapi disepakati waktunya tidak lebih awal dari epoh Planck atau 10-43 detik.

Saat alam semesta didominasi oleh materi dan radiasi, gaya tarik gravitasi antara seluruh partikel cenderung memperlambat laju pengembangan alam semesta. Hal berbeda terjadi ketika alam semesta masih lebih kecil dan rapat. Saat itu, laju pengembangan besarnya tidak terbatas. Titik inilah yang disebut singularitas yang mengacu pada Dentuman Besar.

Dentuman besar merupakan titik awal proses pengembangan alam semesta. Sekitar 13,7 milyar tahun lalu, bagian alam semesta yang bisa dilihat sebenarnya hanya beberapa milimeter dan untuk sampai ke kondisi sekarang terjadi pengembangan dari kondisi yang panas dan rapat mejadi alam semesta yang luas dan lebih dingin. Dua pilar utama yang membangun model dentuman besar adalah teori relativitas umum Einstein dan prinsip kosmologi.

Dalam teori yang diajukan Einstein, dinyatakan bahwa teori gravitasi Newton hanya bekerja pada benda diam atau benda yang bergerak sangat lambat dibanding kecepatan cahaya. Dalam kasus relativitas umum, gravitasi tidak lagi digambarkan sebagai medan gravitasi melainkan sebagai kelengkungan ruang-waktu. 

Di sini terdapat hubungan antara massa-waktu dan massa-energi yang saling mempengaruhi. Distribusi massa-energi menentukan bentuk kelengkungan ruang-waktu dan kelengkungan ruang-waktu mempengaruhi bagaimana massa-energi bergerak di dalamnya. Fisikawan John Wheeler menggambarkan dengan baik saat berkata, “Materi memberitahu ruang-waktu bagaimana untuk melengkung dan ruang-waktu memberitahu materi bagaimana untuk bergerak”.

Setelah Relativitas Umum diperkenalkan, sejumlah ilmuwan termasuk Einstein, berusaha untuk menerapkan dinamika gravitasi yang baru ini pada alam semesta secara keseluruhan. Pada saat itu, untuk menerapkan dinamika tersebut membutuhkan asumsi mengenai bagaimana materi di alam semesta terdistribusi. Asumsi sederhananya, jika kita melihat isi alam semesta, maka ia akan tampak sama dimanapun dan sama disetiap arah. 

Dengan kata lain prinsip kosmologi menyatakan bahwa dalam skala besar, alam semesta berada dalam keadaan homogen dan isotropi serta pengamat tidak berada pada posisi yang istimewa di alam semesta. Homogen memberi arti dimanapun pengamat berada di alam semesta ia akan mengamati hal yang sama. Sedangkan isotropi artinya ke arah manapun pengamat memandang ia akan melihat hal yang sama. Dengan demikian tidak ada tempat istimewa di alam semesta. Model ini menyatakan bahwa alam semesta seharusnya mengembang dalam jangka waktu berhingga, dimulai dari keadaan yang sangat panas dan padat.

Era Nukleosintesis Dentuman Besar

Era nukleosintesis Dentuman Besar dimulai satu menit setelah terjadinya Dentuman Besar saat alam semesta cukup dingin untuk membentuk proton dan netron setelah bariogenesis. Nukleosintesa mengacu pada pembentukan elemen berat, inti atom dengan banyak proton dan netron dari reaksi fusi elemen ringan. Teori Dentuman Besar memberi prediksi kalau alam semesta sangat dini merupakan tempat yang luar biasa panas. 

Satu detik setelah Dentuman Besar, temperatur alam semesta hampir 10 milyar derajat dan terisi oleh lautan netron, proton, elektron, anti-elektron (positron), foton dan nutrino. Ketika alam semesta mendingin, netron akan meluruh menjadi proton dan elektron atau bergabung dengan proton membentuk deutrium (isotop hidrogen). Pada saat 3 menit awal di alam semesta, deutrium bergabung membentuk helium. Didapati juga jejak sejumlah lithium yang terbentuk pada masa ini. Perisitiwa ini berlangsung sekitar 17 menit, sampai temperatur alam semesta turun sedemikian rupa, sehingga tidak tersedia cukup energi yang memungkinkan peristiwa ini untuk terus terjadi.  Nah, proses pembentukan elemen ringan di alam semesta dini inilah yang disebut Nukleosintesa Dentuman Besar.
 
Ciri lain alam semesta yang juga tidak biasa adalah keteraturannya – dalam hal ini distribusi galaksi seragam dalam skala besar dan latar belakang gelombang mikro menunjukan bukti kuat kalau materi terdistribusi lebih teratur di masa yang awal. Keseragaman ini tidak biasa karena simpangan kecil cenderung bertumbuh seiring waktu saat area yang sangat padat runtuh membentuk bintang dan galaksi. Tapi kecepatan cahaya yang terbatas justru memberi kejutan yang lain.

CMB (cosmic microwave background/ latar belakang gelombang mikro kosmik), menunjukan rupa alam semesta setelah 370000 tahun setelah Dentuman Besar. Dan setelah diamati bagian-bagian CMB secara terpisah, tampak juga area alam semesta yang terpisah lebih dari 370000 tahun cahaya. Dengan kata lain, waktu yang ada tidak cukup bagi sinyal berpindah dari satu area ke area lainnya. Pertanyaannya bagaimana area yang terpisah tersebut tahu bahwa mereka harus memiliki temperatur yang sama? Bagaimana mereka berkomunikasi? Inilah yang disebut sebagai masalah horison.

Horison secara sederhana bisa disebut sebagai batas pandang terhadap sesuatu yang bisa diamati dan yang belum diamati. Alam semesta memiliki usia yang terbatas (13,7 milyar tahun) sehingga pengamat hanya bisa melihat pada jarak yang terbatas di angkasa yakni 13,7 milyar tahun. Model Dentuman Besar tidak memberi gambaran area di angkasa yang berada diluar horison pengamat , yang bisa saja memiliki ruang waktu yang berbeda.

Inflasi

Masalah horison punya solusi yang cukup populer dan diterima. Ide yang disebut sebagai inflasi. Bayangkan kalau di masa awal, alam semesta harus melewati periode dimana sesaat lamanya ia didominasi oleh sejumlah besar energi gelap, yang kemudian secara tiba-tiba meluruh menjadi materi dan radiasi. Peningkatan energi gelap ini menyebabkan alam semesta mengalami percepatan dengan laju yang sangat fantastik dan mengembang secara eksponensial dalam waktu singkat. Bahkan satu kedipan matapun lebih lambat dari inflasi alam semesta. Inflasi terjadi dalam waktu kurang dari 1 detik dari 10–36 -  10–32 detik.  Akibatnya titik-titik di alam semesta yang tadinya berdekatan, berpisah dengan cepat. Jadi area yang terpisah jauh dan diamati di CMB sebenarnya bertetangga dan saling kontak di masa awal.

Inflasi atau alam semesta mengembang dnegan laju eksponensial

Inflasi diperlukan untuk memecahkan masalah kurvatur alam semesta maupun masalah horizon. Dengan adanya inflasi maka horizon alam semesta bisa diperbesar sampai keadaan dimana partikel-partikel berada dalam lingkup horizon dan bisa slaing berkomunkiasi. Selain itu dengan pengembangan alam semesta secara tiba-tiba (eksponensial) maka setelah alam semesta mengalami inflasi, setelah itu ia akan mengembang mengikuti model standar dan pada akhirnya bisa mencapai keadaan saat ini. Tanpa inflasi evolusi alam semesta mungkin sudah mencapai masa akhirnya (kehancuran besar untuk alam semesta tertutup) atau kondisi dimana temperatur alam semesta mencapai suhu 3 K terjadi jauh sebelum sekarang.

Tapi yang masih menjadi pertanyaan adalah, sampai saat ini tidak ada model spesifik dari inflasi. Dengan kata lain, belum diketahui energi gelap seperti apa yang mendominasi alam semesta di masa awal ataupun bagaimana energi gelap itu berubah menjadi materi dan radiasi. Inflasi memang menjadi jawaban dari beberapa pertanyaan namun tetap rasa ingin tahu tentang asal usul alam semesta maupun apa yang memicu terjadinya inflasi masih terus ada dan menjadi PR bagi para kosmolog untuk menjawabnya.

Label

'idul adha adab dan sunnah adik saudara sepersusuan adzan air kencing bayi air kencing Rasulullah Akhirat akhlak Akhlaq Kepribadian Akhwat akidah Al Qur'an Al Qur#039;an Al Quran Al-Qur'an Alam Aliran-aliran Amalan AMALIYAH NU anak Analisa Angin Aqidah Aqiqah Artikel Artikel IImiah Asmara Astronomi ASWAJA Azab Bab Adab Bab Nikah Bab Puasa Bab Sholat Bab Thaharah Bab Zakat bantahan belajar islam Berita bersin Bid'ah bid'ah dalam aqidah bid'ah dalam ibadah Biografi Biologi Bisnis Blackberry Budaya Budi Daya buka puasa buku Cantik Fisik catatanku Cerpen Chairil Anwar Curahan Hati Curhat daging qurban Dakwah Dakwah Pemikiran Islam dakwah umum Dambaan insan Dari Salafushshalih Dasar Islam Dasar Keislaman demam Desain Dhaif Do'a do'a buka puasa Do'a dan Dzikir Doa doa bersama doa sholat tarawih download dunia islam Dunia Islam Kontemporer Dzikir dzikir dengan tangan kiri Ekonomi Eksoplanet Emansipasi Emha Ainun Nadjib Fakta Ilmiah Fakta Jin-Iblis-Syetan Fakta Manusia faraidh Fenomena Asteroid Fenomena Bencana Alam Fenomena Bintang Fenomena Bulan Fenomena Bumi Fenomena Hewan Fenomena Kutub Fenomena Langit Fenomena Matahari Fenomena Meteorit Fenomena Petir Fenomena Planet Fenomena Ruang Angkasa Fenomena Tumbuhan Fiqh Fiqh Muamalat Fiqh Wanita Fiqih Fisika Galaksi Geografi Geologi gerhana gigi palsu Hadis Hadis 40 hadist Hadits Hadits Palsu HAID Halal Haram HAM HARI RAYA ID HUKUM ISLAM hukum natal bersama hutang i'tikaf Ibadah ibadah yang baik ibu mertua ilmu ilmuan muslim Ilmuwan imam terlalu cepat bacaannya IMAN Inovasi intermezzo Internet Iptek iqomah isbal Islam jabat tangan setelah sholat JADWAL RAMADHAN Jagad Raya Jalaluddin Rumi jamaah sholat jumat jenazah Jual Beli judi junub Kabar Dalam Negeri kabar manca negara Kahlil Gibran Kajian Karya Buku Karya Ulama KB Keajaiban Alam Keajaiban Hewan KECANTIKAN Kecelakaan Maut Kehutanan Kelautan keluarga Kepemerintahan Kepengurusan Kerajaan Kesehatan Keuangan Keutamaan KHITAN Khitan Wanita khurofat Khutbah Khutbah Jum'at khutbah jumat Khutbah Rasulullah saw Kiamat Kidung Hati Kimia Kisah Kisah Kami Kisah Nyata Kisah Orang-Orang Shaleh Kisah Teladan Komputer Konversi Energi Kosmologi Kumpulan Do'a Kumpulan Kata lafadz adzan lafadz iqomah Lain-Lain Lalu Lintas lembaga sosial Lingkungan Hidup Lubang Hitam macam puasa sunnah mahram Makanan mandi jum'at mandi wajib Manhaj Manusia Manusia dan Teknologi masjid masjid quba Masuk Perguruan Tinggi Matahari Materi gelap Mayit media cetak memandikan jenazah membayar zakat memotong kuku memotong rambut mendahului gerakan imam menemani sholat jamaah menembok kuburan mengadzankan mayit di liang kubur mengangkat tangan menghadiahkan pahala mengqadha puasa menguburkan jenazah mengucapkan selamat natal mengusap kepala Mengusap muka setelah berdoa menikah di bulan syawwal menikah setelah berzina meninggal dunia Meninggalkan sholat jum'at menjawab adzan menjual kotoran hewan menyapu kepala menyentuh wanita Meteorologi Meteorologi-Klimatologi mihrab Mineralogi minum air zamzam Motivasi motivasi belajar Motivasi Beramal MQ (menejemen qolbu) mu'athilah Muallaf muamalah Muhasabah Mungkar murottal Muslimah Muslimah Articles Musyabbihah Mutiara Hikmah Mutiara Kalimat Mutiara Tafakur Nabi Muhammad Nagham Alqur'an Nasehat Neraka News niat sholat nikah nisfu aya'ban Oase Iman Olah Raga OLAHRAGA Otak PAKAIAN panas PAUD Pendidikan Penelitian penelitian sunnah Pengembangan Diri Pengobatan Akibat Sihir Peninggalan Sejarah Penjajahan Pentingnya Waktu Peradaban Islam Perbandingan Agama dan Aliran Perbankan Pergaulan Perkawinan Perkembangan Da'wah Islam Permata Hati pernikahan Personaliti Pesawat Ruang Angkasa Pesepakbola Muslim Pojok Ramadhan posisi imam wanita produksi awal program kerja Proyek Luar Angkasa Psikologi Puasa puasa daud puasa rajab Puasa Setiap Hari puasa sunnah puasa wanita hamil Puisi Puisi bahasa Ingris qunut nazilah QURAN radar lampung Radio Rajab Ramadhan ramalan cuaca Renungan Riba dan Jual Beli salafush shalih salah bacaan sholat Salam Khudam Sastra sedekah Sejarah Sejarah Islam SEKS Sentilan Seputar Daerah Buton Shalat shodaqoh shodaqoh melebihi kadar Sholat sholat dan keputihan sholat di rumah sholat ghoib sholat jamaah sholat jamaah estafet sholat jumat sholat jumat wanita sholat pindah tempat sholat qashar sholat sambil melihat mushaf sholat sendirian sholat sunnah sholat sunnah qobliyah isya sholat sunnah sebelum asar sholat sunnah setelah shubuh sholat takhiyatul masjid sholat wanita sifat dzatiyah sifat fi'aliyah Sihir Simpan Pinjam Sirah Siroh Shahabiyyah Software Islami Sosial Kemasyarakatan Sosiologi sujud sahwi sujud syukur sumpah dan nadzar Sunnah sutrah sutroh syafaat Syurga Tafakur Alam Semesta Tafsir Tafsir Al-Qur'an tahlilan Takbirotul ihram takwil mimpi tambal gigi tamsil Tanda Akhir Zaman Tanda-Tanda Kiamat Tanya jawab Tarbiyah Tasawwuf dan Adab tata cara tidur menurut sunnah Tata Surya Taufiq Ismail Tauhid tayammum Tazkirah Tazkiyah tazkiyatun nafs Tech News Teknik Sipil teladan Tenaga Kerja tertawa saat sholat Thoharoh tidak taat suami tinggi TK Tokoh Tokoh Dan Ulama Tokoh Islam Tools TPA Tsunami Tujuan Hidup tuntunan sholat uang pensiun dari riba uang riba ucapan assalamualaika UNCATEGORY Video da'wah video Motivasi Diri Video Muhasabah video murotal W. S. Rendra waktu membaca doa wanita wanita haid Wisata wudhu yasinan zakat zakat anak kepada orang tua zakat barang temuan zakat harta zakat harta warisan zakat hasil perkebunan zakat hasil pertanian zakat mal zakat padi zakat pns zakat tanah zina