Bukti bahwa alam semesta dimulai dari sebuah ledakan dahsyat - Big Bang - adalah pengembangan alam semesta. Diperkirakan bahwa pada awalnya, ruang adalah sebuah titik yang berisi semua materi yang ada saat ini. Dari Big Bang, alam semesta ini terus meluas ke luar dari titik ini. Perluasan alam semesta saat ini terbukti dalam pergeseran sinar merah yang diakibatkan oleh efek Doppler, bahwa gelombang cahaya dan suara meregang ketika jauh dari sumber dan merapat ketika lebih dekat ke sumbernya. Cahaya yang terlihat dari galaksi yang jauh adalah meregang, yang menunjukkan melebarnya jarak antara kita dan galaksi lain di alam semesta. Bagaimanapun, Bima Sakti bukan merupakan pusat semesta. Kita dapat memperhatikan semut dalam sebuah balon yang mengembang. Setiap semut bertemu semut lain bergerak lebih jauh. Ini tidak berarti bahwa setiap semut berada dalam posisi sentral. Dalam perluasan alam semesta, setiap pengamat melihat galaksi lain menjauh.
Gambar pengembangan alam semesta ini didasarkan pada karya astronom Amerika Edwin Hubble (1889-1953). Hubble membandingkan pergeseran merah cahaya galaksi terdekat dengan cahaya yang dipancarkan oleh atom yang sama di Bumi dan menyadari bahwa galaksi bergerak menjauh dari Bumi.
Edwin Powell Hubble (1889-1953), astronom dan ahli kosmologi dari Amerika, pada tahun 1923, sewaktu menggunakan teleskop 100 inci di Mount Wilson Observatory. Pada tahun 1929, ia mengumumkan dengan hukum Hubble, bahwa galaksi-galaksi bergerak menjauh lebih cepat menjauhi bumi.
Lebih lanjut, Hubble melihat bahwa semakin jauh galaksi dari bumi, semakin cepat dia bergerak menjauh dari kita. Hubble menunjukkan bahwa ada hubungan yang sederhana antara jarak objek dari Bumi dan tingkat di mana ia mereda. Hubungan ini telah dikonfirmasi oleh berbagai pengukuran selama beberapa dekade. Sekarang, hubungan yang sederhana ini dikenal sebagai hukum Hubble:
Hukum Hubble : v = H x d
dimana v adalah kecepatan galaksi, H adalah sebuah konstanta yang dikenal sebagai konstanta Hubble, d adalah jarak galaksi dari bumi. Hukum ini menerangkan bahwa jika sebuah galaksi berjarak dua kali lebih jauh dari bumi, galaksi bergerak dua kali lebih cepat dari bumi.
Hukum Hubble mengarah pada kesimpulan, jika sebuah galaksi bergerak dari lokasi Bimasakti ke lokasi yang sekarang dengan kecepatan v, maka waktu untuk melakukan perjalanan adalah jarak yang ditempuh dibagi dengan kecepatan adalah:
t = d/v
t = d/(H x d)
= 1/H
Jika kita memasukkan nilai H dalam persamaan ini, kita dapat memperkirakan waktu perluasan telah berlangsung, dengan kata lain, kita dapat menentukan usia alam semesta. Mengganti nilai H dalam persamaan didapatkan bahwa usia alam semesta adalah antara 8 dan 16 miliar tahun.
Selain perluasan alam semesta, bukti kedua yang mendukung teori Big Bang adalah radiasi latar belakang kosmis. Pada tahun 1964, ilmuwan Arno Penzias dan Robert W. Wilson yang bekerja di Bell Labs di New Jersey, menggunakan penerima radio sederhana untuk meneliti ruang angkasa menggunakan sinyal radio. Mereka menemukan bahwa, tidak peduli ke arah mana penerima mereka, mereka mendeteksi gelombang mikro dengan panjang gelombang 7,35 cm datang ke Bumi. Arno dan Penzias bingung, tidak ada sumber radiasi tertentu, di mana gelombang mikro berasal dan mengapa?
Mengingat bahwa setiap benda bersuhu di atas nol absolut memancarkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Frekuensi (panjang gelombang) radiasi sebanding dengan suhu mutlak emitor. Teoretisi di Princeton, bekerja pada saat yang bersamaan dengan Penzias dan Wilson menunjukkan bahwa jika alam semesta dimulai pada ledakan yang primordial seperti yang dijelaskan oleh Big Bang, itu akan tetap dingin. Lebih jauh lagi, mereka menunjukkan bahwa alam semesta ini harus didinginkan dengan suhu rata-rata 2,7 K. Sebuah suhu alam semesta yang telah memancarkan radiasi gelombang mikro frekuensi hanya diamati oleh Penzias dan Wilson. Dengan demikian, masuknya radiasi gelombang mikro yang awalnya membuat Penzias dan Wilson bingung, dipancarkan oleh pendinginan alam semesta itu sendiri. Gelombang mikro yang kini dikenal sebagai radiasi latar belakang kosmis, dianggap sebagai bukti kuat dari Big Bang.
Bukti Big Bang disediakan oleh pengukuran unsur-unsur yang berbeda dalam alam semesta. Di alam semesta mengandung sekitar 74 persen hidrogen dan 26 persen helium oleh massa, dua elemen ringan. Semua elemen yang lebih berat, termasuk elemen di Bumi umumnya, seperti karbon dan oksigen yang ada hampir pada semua materi. Perhitungan menunjukkan bahwa kelimpahan ini hanya bisa didapatkan di alam semesta yang dimulai dari radiasi yang sangat panas dan partikel dasar. Jika pada awal alam semesta didominasi oleh bahan berenergi yang tinggi, akan ada atom yang lebih berat, seperti yang dihasilkan dalam supernova. Jadi alam semesta awal sebagian besar terdiri atas radiasi dan partikel dasar. Perluasan menyebabkan pendinginan dan kondensasi dari partikel, yang memungkinkan elektron untuk memasangkan dengan proton dan neutron membentuk material seperti yang kita kenal. Oleh karena itu, alam semesta berkembang dari radiasi dominant ke materi yang mendominasi alam semesta.
Bukti bahwa alam semesta awal panas, di urutan 3.000.000 K, berasal dari awan gas dengan kekuatan tinggi yang diamati menggunakan teleskop. Dahulu, awan gas lebih panas daripada sekarang. Awan bertemperatur tinggi ini sudah tidak ada lagi sehingga ilmuwan menggunakan akselerator partikel untuk menciptakan kembali kondisi tepat setelah Big Bang. Tumbukan partikel yang bergerak sangat cepat menghasilkan cahaya dan energi yang sangat besar. Dengan melihat perilaku partikel-partikel ini, astrofisikawan berharap untuk lebih memahami bagaimana Big Bang membentuk alam semesta.
QUASAR
Big Bang membantu kita untuk memahami kehadiran quasar, objek paling terang di alam semesta. Output energi ini sangat besar, seratus kali dari seluruh energi Bima Sakti. Quasar berasal dari bintang biasa yang redup di galaksi kita saja, tetapi, pada awal 1960-an, astronom menemukan bahwa mereka memancarkan gelombang radio. Frekuensi gelombang radio berasal dari galaksi, tetapi tidak ada bintang-bintang yang memancarkan sinyal radio yang kuat ini. Penyelidikan lebih lanjut mengungkapkan bahwa "bintang radio" ini memiliki pola garis spektrum yang tidak dapat dijelaskan. Objek ini dikenal sebagai "quasi-bintang sumber," segera dipersingkat menjadi quasar.
 |
| Gambar quasar BR 1202-07, gambar berwarna, cahaya quasar yang teramati akhir-ahir ini. |
Spektrum luar biasa menjadi spectrum normal dengan pergeseran merah yang sangat besar dan belum pernah terjadi sebelumnya yang mengindikasikan bahwa kecepatannya sangat besar dan beberapa lainnya bergerak lambat 90 persen dari kecepatan cahaya. Jelas, benda tersebut bukanlah bintang di galaksi kita sendiri, karena kita akan melihat perubahan posisi mereka terhadap latar belakang bintang-bintang tetap, dan quasar telah diamati selama bertahun-tahun sebagai bintang redup yang perubahan posisinya tidak dapat teramati. Awalnya, beberapa peneliti berpikir bahwa pergeseran merah bukanlah pergeseran merah Doppler melainkan pergeseran merah gravitasi, yang merupakan karakteristik dari materi yang kecil dengan massa yang sangat besar dan garis medan gravitasi yang sangat besar. Spektrum dari quasar mengungkapkan pancaran garis dari atom dengan electron mengorbit normal, biasanya tidak ditemui pada sebuah bintang neutron, lubang hitam, atau sebuah benda dengan gravitasi yang cukup kuat untuk menghasilkan pergeseran merah besar.
Quasar muncul sebanyak 14 miliar tahun cahaya, menempatkan mereka kembali ke awal alam semesta. Mereka mungkin lubang hitam raksasa yang menarik sejumlah besar bahan ke arah mereka dengan tabrakan karena pelepasan energi yang besar. Temuan saat ini menunjukkan bahwa quasar adalah inti cemerlang sangat jauh dari galaksi spiral yang kita lihat ketika mereka masih muda. Quasar saat ini objek yang paling membingungkan dikenal para ahli astronomi.
Materi Ini Diambil Dari berbagai sumber dan buku yang relevan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar