Big Bang ( Dentuman Besar) dan Perluasan Alam Semesta
Bawah: Analisis cahaya dua bintang Alpha Centauri selama beberapa waktu menunjukkan serangkaian perubahan pada spektrumnya. Perubahan cahaya geser merah dan biru menunjukkan gambar dua bintang yang menyelesaikan orbit mengitari satu sama lain sekali setiap 80 tahun.
Alam semesta terbentuk melalui sebuah ledakan besar (Big Bang). Kesempurnaan sistem alam semesta saat ini berawal dari hamburan partikel dan gaya yang tersusun dalam keharmonisan dan keteraturan yang luar biasa sejak tahap awal ledakan besar ini.
Pada abad ke-20, terjadi lompatan besar di bidang astronomi. Pertama, pada tahun 1922, eorang ahli fisika Rusia, Alexandre Friedmann, menemukan bahwa alam semesta tidak memiliki struktur yang statis. Berpijak pada Teori Relativitas Einstein, Friedmann menghitung bahwa sebuah impuls kecil saja dapat mengakibatkan alam semesta meluas atau mengerut. Georges Lemaître, salah seorang ahli astronomi terkenal Belgia, adalah yang pertama kali menyadari pentingnya hitungan ini. Hitungan ini membawanya pada kesimpulan bahwa alam semesta memiliki awal dan terus-menerus meluas sejak permulaan. Ada hal penting lainnya yang diangkat Lemaître: menurutnya, seharusnya ada kelebihan radiasi yang tertinggal dari Big Bang dan ini dapat dilacak. Lemaître yakin bahwa penjelasannya benar walaupun pada awalnya tidak mendapat banyak dukungan dari kalangan ilmuwan. Sementara itu, bukti lebih lanjut bahwa alam semesta meluas mulai bermunculan. Pada waktu itu, Edwin Hubble, seorang ahli astronomi dari Amerika, yang mengamati bintang-bintang dengan teleskop raksasanya, menemukan bahwa bintang-bintang memancarkan cahaya geser merah (red shift) tergantung jarak mereka. Dengan temuan ini, yang diperolehnya di Observatorium Mount Wilson, California, Hubble menantang seluruh ilmuwan yang mengajukan dan membela teori “keadaan-tetap” (steady-state), dan mengguncangkan pondasi model alam semesta yang dianut saat itu.
Temuan-temuan Hubble bergantung pada aturan fisika bahwa spektrum cahaya yang bergerak menuju titik pengamatan cenderung mendekati ungu, sementara spektrum cahaya yang bergerak meninggalkan titik pengamatan cenderung mendekati merah. Ini menunjukkan bahwa benda-benda angkasa yang diamati dari Observatorium Mount Wilson California bergerak menjauhi bumi. Pengamatan selanjutnya mengungkapkan bahwa bintang dan galaksi tidak hanya bergerak menjauhi kita tetapi juga saling menjauhi satu sama lain. Pergerakan benda-benda angkasa ini sekali lagi membuktikan bahwa alam semesta meluas. Dalam buku Stephen Hawking’s Universe, David Filkin menyatakan gagasan menarik tentang perkembangan ini:
Pada abad ke-20, terjadi lompatan besar di bidang astronomi. Pertama, pada tahun 1922, eorang ahli fisika Rusia, Alexandre Friedmann, menemukan bahwa alam semesta tidak memiliki struktur yang statis. Berpijak pada Teori Relativitas Einstein, Friedmann menghitung bahwa sebuah impuls kecil saja dapat mengakibatkan alam semesta meluas atau mengerut. Georges Lemaître, salah seorang ahli astronomi terkenal Belgia, adalah yang pertama kali menyadari pentingnya hitungan ini. Hitungan ini membawanya pada kesimpulan bahwa alam semesta memiliki awal dan terus-menerus meluas sejak permulaan. Ada hal penting lainnya yang diangkat Lemaître: menurutnya, seharusnya ada kelebihan radiasi yang tertinggal dari Big Bang dan ini dapat dilacak. Lemaître yakin bahwa penjelasannya benar walaupun pada awalnya tidak mendapat banyak dukungan dari kalangan ilmuwan. Sementara itu, bukti lebih lanjut bahwa alam semesta meluas mulai bermunculan. Pada waktu itu, Edwin Hubble, seorang ahli astronomi dari Amerika, yang mengamati bintang-bintang dengan teleskop raksasanya, menemukan bahwa bintang-bintang memancarkan cahaya geser merah (red shift) tergantung jarak mereka. Dengan temuan ini, yang diperolehnya di Observatorium Mount Wilson, California, Hubble menantang seluruh ilmuwan yang mengajukan dan membela teori “keadaan-tetap” (steady-state), dan mengguncangkan pondasi model alam semesta yang dianut saat itu.
Temuan-temuan Hubble bergantung pada aturan fisika bahwa spektrum cahaya yang bergerak menuju titik pengamatan cenderung mendekati ungu, sementara spektrum cahaya yang bergerak meninggalkan titik pengamatan cenderung mendekati merah. Ini menunjukkan bahwa benda-benda angkasa yang diamati dari Observatorium Mount Wilson California bergerak menjauhi bumi. Pengamatan selanjutnya mengungkapkan bahwa bintang dan galaksi tidak hanya bergerak menjauhi kita tetapi juga saling menjauhi satu sama lain. Pergerakan benda-benda angkasa ini sekali lagi membuktikan bahwa alam semesta meluas. Dalam buku Stephen Hawking’s Universe, David Filkin menyatakan gagasan menarik tentang perkembangan ini:
Dalam dua tahun, Lemaître mendengar berita yang selama ini berharap pun dia tak berani. Hubble telah mengamati bahwa cahaya dari galaksi adalah geser merah, dan menurut efek Doppler, ini berarti bahwa alam semesta meluas. Kini, ini hanya soal waktu. Einstein tertarik pada kerja Hubble dan memutuskan untuk mengunjunginya di Observatorium Mount Wilson. Pada saat yang sama, Lemaître memberikan kuliah di Institut Teknologi California, dan berhasil menyudutkan sekaligus Hubble dan Einstein. Dia mengajukan teori “atom primitif”-nya dengan hati-hati, selangkah demi selangkah, meyakinkan bahwa seluruh alam semesta telah diciptakan “pada hari yang tidak memiliki hari kemarin”. Dengan sangat saksama, dia menjelaskan seluruh perhitungan matematikanya. Ketika selesai, dia tidak dapat memercayai telinganya sendiri. Einstein berdiri dan menyatakan bahwa apa yang baru saja didengarnya adalah “interpretasi yang paling indah dan paling memuaskan yang pernah kudengar” dan selanjutnya mengakui bahwa menciptakan “konstanta kosmologis” adalah “kesalahan terbesar” dalam hidupnya.
Bawah: Analisis cahaya dua bintang Alpha Centauri selama beberapa waktu menunjukkan serangkaian perubahan pada spektrumnya. Perubahan cahaya geser merah dan biru menunjukkan gambar dua bintang yang menyelesaikan orbit mengitari satu sama lain sekali setiap 80 tahun.
Fakta yang telah mengejutkan Einstein, yang dianggap sebagai salah satu ilmuwan terpenting dalam sejarah, adalah bahwa alam semesta mempunyai permulaan.
Albert Einstein, ketika berkunjung ke Observatorium Wilson, tempat Edwin Hubble melakukan pengamatannya.
Albert Einstein, ketika berkunjung ke Observatorium Wilson, tempat Edwin Hubble melakukan pengamatannya.
Pengamatan lebih jauh pada perluasan alam semesta telah membuka jalan bagi pendapat-pendapat baru. Sejak saat itu, para ilmuwan sampai pada model alam semesta yang semakin kecil apabila seseorang kembali ke masa lampau, dan pada akhirnya mengerut dan konvergen pada satu titik, seperti yang dikemukakan Lemaître. Kesimpulan yang dapat diturunkan dari model ini adalah bahwa pada suatu masa, semua benda alam semesta memadat dalam sebuah titik-massa tunggal yang memiliki “volume nol” karena gaya gravitasinya yang sangat besar. Alam semesta kita menjadi ada sebagai hasil dari ledakan titik-massa yang memiliki “volume nol” ini. Ledakan ini disebut “Big Bang”.
Menurut efek Doppler, bila galaksi berjarak tetap dari bumi, spektrum gelombang cahaya akan muncul pada posisi standar (atas). Bila galaksi bergerak menjauhi kita, gelombang itu akan tampak meregang dan geser merah (tengah). Bila galaksi bergerak menuju kita, gelombang akan tampak menciut dan geser biru (bawah).
Big Bang menunjukkan hal lain. Mengatakan bahwa sesuatu memiliki volume nol itu berarti sama dengan mengatakan bahwa sesuatu itu “tidak ada”. Seluruh alam semesta ini diciptakan dari sesuatu yang “tidak ada” ini. Selanjutnya, alam semesta ini memiliki awal, bertolak belakang dengan pandangan materialisme, yang beranggapan bahwa “alam semesta adalah kekal”.
Comments
Post a Comment