Awal Alam Semesta

Sumber : Awal Alam Semesta

Semua materi di alam semesta terbentuk dalam satu peristiwa eksplosif 13,7 miliar tahun yang lalu - Big Bang

Konten ini diarsipkan di CERN Document Server

Ledakan Besar

Pada tahun 1929 astronom Amerika Edwin Hubble menemukan bahwa jarak ke galaksi jauh sebanding dengan pergeseran merah mereka. Redshift terjadi ketika sumber cahaya bergerak menjauh dari pengamatnya: panjang gelombang cahaya yang terang diregangkan melalui efek Doppler ke arah spektrum merah. Pengamatan Hubble menunjukkan bahwa galaksi yang jauh bergerak menjauh dari kita, karena galaksi terjauh memiliki kecepatan yang paling cepat terlihat. Jika galaksi bergerak menjauh dari kita, beralasan Hubble, lalu pada suatu waktu di masa lalu, mereka pasti sudah berkerumun berdekatan.

Penemuan Hubble adalah dukungan pengamatan pertama untuk teori Big Bang Georges Lemaître tentang alam semesta, yang diajukan pada tahun 1927. Lemaître mengusulkan agar alam semesta berkembang secara eksplosif dari keadaan yang sangat padat dan panas, dan terus berkembang sampai sekarang. Perhitungan selanjutnya telah mengencani Big Bang ini sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu. Pada tahun 1998 dua tim astronom yang bekerja secara independen di Berkeley, California mengamati bahwa bintang-bintang supernova yang meledak - bergerak menjauh dari Bumi pada tingkat percepatan. Hal ini membuat mereka mendapatkan hadiah Nobel dalam fisika di tahun 2011 . Fisikawan menduga bahwa materi di alam semesta akan memperlambat laju ekspansinya; Gravitasi akhirnya akan menyebabkan alam semesta jatuh kembali ke pusatnya. Meskipun teori Big Bang tidak dapat menggambarkan kondisi apa yang ada di awal alam semesta, namun teori ini dapat membantu fisikawan menggambarkan momen paling awal setelah dimulainya perluasan.

Asal usul

Pada saat-saat pertama setelah Big Bang, alam semesta sangat panas dan padat. Seiring alam semesta mendingin, kondisinya menjadi tepat untuk menimbulkan blok materi - quark dan elektron yang kita semua buat. Beberapa sepersejuta detik kemudian, quark dikumpulkan untuk menghasilkan proton dan neutron. Dalam beberapa menit, proton dan neutron ini digabungkan menjadi nukleus. Seiring alam semesta terus berkembang dan sejuk, segala sesuatunya mulai terjadi lebih lambat. Diperlukan 380.000 tahun bagi elektron untuk terjebak dalam orbit di sekitar nukleus, membentuk atom pertama. Ini terutama helium dan hidrogen, yang masih merupakan elemen paling melimpah di alam semesta. 1,6 juta tahun kemudian, gravitasi mulai membentuk bintang dan galaksi dari awan gas. Atom yang lebih berat seperti karbon, oksigen dan besi, sejak itu terus diproduksi di hati bintang-bintang dan melambungkan ke seluruh alam semesta dalam ledakan bintang spektakuler yang disebut supernova.

Tapi bintang dan galaksi tidak menceritakan keseluruhan ceritanya. Perhitungan astronomi dan fisik menunjukkan bahwa alam semesta yang terlihat hanya sejumlah kecil (4%) dari apa sebenarnya alam semesta ini. Sebagian besar jagat raya, sebenarnya 26%, terbuat dari jenis materi yang tidak dikenal yang disebut " materi gelap ". Tidak seperti bintang dan galaksi, materi gelap tidak memancarkan radiasi cahaya atau elektromagnetik apapun, sehingga kita bisa mendeteksi hanya melalui efek gravitasinya.

Bentuk energi misterius yang bahkan disebut "energi gelap" menyumbang sekitar 70% dari kandungan energi massa alam semesta. Bahkan kurang diketahui tentang hal itu daripada materi gelap. Gagasan ini berawal dari pengamatan bahwa semua galaksi nampaknya saling surut pada kecepatan yang meningkat, menyiratkan bahwa beberapa energi ekstra tak terlihat sedang bekerja