Bagaimana alam semesta ini diciptakan? Bagaimana kisahnya menjadi tempat yang tampaknya tak terbatas yang kita ketahui hingga hari ini? Dan apa yang akan terjadi setelah saat ini? Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. Ini adalah pertanyaan yang telah membingungkan para filsuf dan ulama sejak awal waktu, dan menyebabkan beberapa teori cukup liar dan menarik. Saat ini, konsensus di antara ilmuwan, astronom dan kosmolog adalah bahwa alam semesta seperti yang kita tahu itu dibuat dalam sebuah ledakan besar yang tidak hanya menciptakan mayoritas materi, tetapi hukum-hukum fisika yang mengatur kosmos kita terus berkembang.
Hal ini dikenal sebagai The Teori Big Bang. Selama hampir satu abad, istilah tersebut telah menjadi buah mulut para sarjana dan non-sarjana. Teori ini datang dan dapat diterima, melihat teori tersebut menjadi dasar asumsi tentang awal pembentukan alam semesta. Tapi apa sebenarnya artinya? Bagaimana alam semesta kita dikandung dalam ledakan besar, apa bukti yang ada saat ini, dan apa teori jangka panjang untuk alam semesta kita?
Dasar-dasar teori yang cukup sederhana. Singkatnya, hipotesis Big Bang menyatakan bahwa semua materi saat ini dan masa lalu di alam semesta muncul pada saat yang sama, sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu. Pada saat ini, semua materi itu dipadatkan menjadi bola yang sangat kecil dengan kepadatan tak terbatas dan panas yang hebat disebut Singularity. Tiba-tiba, Singularity mulai berkembang, dan alam semesta seperti yang kita kenal dimulai-.
Meskipun ini bukan satu-satunya teori modern tentang bagaimana alam semesta muncul menjadi Misalnya, ada Teori Negara Mantap atau Universe Teori Osilasi - itu adalah paling banyak diterima dan populer. Tidak hanya model menjelaskan asal usul semua materi yang dikenal, hukum fisika, dan struktur skala besar alam semesta, juga menyumbang perluasan alam semesta dan berbagai fenomena lain
Timeline:.
Bekerja mundur dari keadaan saat alam semesta, para ilmuwan telah berteori bahwa itu pasti berasal pada satu titik kepadatan tak terbatas dan waktu terbatas yang mulai berkembang. Setelah ekspansi awal, teori menyatakan bahwa alam semesta didinginkan cukup untuk memungkinkan pembentukan partikel subatomik, dan atom kemudian sederhana. Awan raksasa dari unsur-unsur primordial kemudian bersatu melalui gravitasi untuk membentuk bintang dan galaksi.
Ini semua dimulai sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, dan dengan demikian dianggap sebagai umur alam semesta. Melalui pengujian prinsip-prinsip teoritis, eksperimen yang melibatkan akselerator partikel dan negara-energi tinggi, dan studi astronomi yang telah mengamati alam semesta yang mendalam, para ilmuwan telah membangun sebuah timeline peristiwa yang dimulai dengan Big Bang dan telah menyebabkan keadaan saat evolusi kosmik .
Namun, masa-masa awal alam semesta - yang berlangsung dari sekitar 10-43sampai 10-11detik setelah Big Bang - adalah subyek spekulasi luas. Mengingat bahwa hukum fisika seperti yang kita tahu mereka tidak bisa ada pada saat ini, sulit untuk membayangkan bagaimana alam semesta bisa saja diatur. Terlebih lagi, eksperimen yang dapat menciptakan jenis energi yang terlibat belum dilakukan. Namun, banyak teori berlaku untuk apa yang terjadi di instan awal ini dalam waktu, banyak yang
Singularity:
Juga dikenal sebagai Planck Epoch (atau Planck Era), ini adalah periode paling awal dikenal dari alam semesta. Pada saat ini, semua materi itu kental pada satu titik kepadatan tak terbatas dan panas yang ekstrim. Selama periode ini, diyakini bahwa efek kuantum gravitasi mendominasi interaksi fisik dan bahwa tidak ada kekuatan fisik lain dari kekuatan sama dengan gravitasi.
Planck ini periode waktu memanjang dari titik 0 sampai sekitar 10-43detik, dan dinamakan demikian karena itu hanya dapat diukur dalam waktu Planck. Karena panas yang ekstrim dan kepadatan materi, keadaan alam semesta adalah sangat tidak stabil. Dengan demikian mulai memperluas dan sejuk, yang mengarah ke perwujudan dari kekuatan dasar fisika.
Dari sekitar 10-43detik dan 10-36,alam semesta mulai menyeberang suhu transisi. Hal ini di sini bahwa gaya dasar yang mengatur alam semesta diyakini telah mulai memisahkan dari satu sama lain. Langkah pertama dalam ini adalah kekuatan gravitasi memisahkan dari pasukan gauge, yang memperhitungkan kekuatan nuklir kuat dan lemah dan elektromagnetisme.
Kemudian, dari 10-36sampai 10-32detik setelah Big Bang, suhu alam semesta adalah cukup rendah (1028K) bahwa kekuatan elektromagnetisme (gaya kuat) dan kekuatan nuklir lemah (interaksi lemah) mampu memisahkan juga, membentuk dua kekuatan yang berbedaEpoch:.
Inflasi
Dengan penciptaan gaya dasar pertama alam semesta, Inflasi Epoch mulai, yang berlangsung dari 10-32detik dalam waktu Planck untuk titik yang tidak diketahui. Kebanyakan model kosmologis menunjukkan bahwa alam semesta pada saat ini dipenuhi homogen dengan kepadatan energi tinggi, dan bahwa suhu yang sangat tinggi dan tekanan memunculkan ekspansi yang cepat dan pendinginan.
Ini dimulai pada 10-37detik, di mana transisi fase yang menyebabkan untuk pemisahan pasukan juga menyebabkan periode di mana alam semesta tumbuh secara eksponensial. Itu juga pada saat ini dalam waktu yang bariogenesis terjadi, yang mengacu pada peristiwa hipotetis di mana suhu yang begitu tinggi bahwa gerakan acak partikel terjadi pada kecepatan relativistik.
Sebagai hasil dari ini, pasangan partikel-antipartikel dari semua jenis sedang terus diciptakan dan dihancurkan dalam tabrakan, yang diyakini telah menyebabkan dominasi materi lebih antimateri di alam semesta ini. Setelah inflasi berhenti, alam semesta terdiri dari plasma quark-gluon, serta semua partikel elementer lainnya. Dari titik ini dan seterusnya, alam semesta mulai dingin dan peduli bersatu dan membentukEpoch:.
Cooling
Sebagai alam semesta terus menurun dalam kepadatan dan temperatur, energi setiap partikel mulai berkurang dan fase transisi berlanjut sampai gaya dasar fisika dan SD partikel berubah menjadi bentuknya yang sekarang. Sejak energi partikel akan jatuh ke nilai-nilai yang dapat diperoleh dengan eksperimen fisika partikel, periode ini dan seterusnya dikenakan kurang spekulasi.
Misalnya, para ilmuwan percaya bahwa sekitar 10-11detik setelah Big Bang, energi partikel turun jauh. Pada sekitar 10-6 detik, quark dan gluon bergabung membentuk barion seperti proton dan neutron, dan kelebihan kecil quark lebih antiquark menyebabkan kelebihan kecil baryon lebih antibaryons.
Karena suhu tidak cukup tinggi untuk membuat baru proton-antiproton pasangan (atau pasangan neutron-anitneutron), pemusnahan massal segera diikuti, meninggalkan hanya satu dari 1010dari proton dan neutron asli dan tidak ada antipartikel mereka. Proses serupa terjadi di sekitar 1 detik setelah Big Bang untuk elektron dan positron. Setelah annihilations ini, sisa proton, neutron dan elektron tidak lagi bergerak secara relativistik dan kepadatan energi alam semesta didominasi oleh foton - dan pada tingkat lebih rendah, neutrinonukleosintesis.
Beberapa menit ke ekspansi, periode yang dikenal sebagai Big Bang juga mulai. Berkat suhu turun ke 1 miliar kelvin dan kepadatan energi menjatuhkan sekitar setara dengan udara, neutron dan proton mulai bergabung membentuk deuterium alam semesta pertama (isotop stabil Hidrogen) dan atom helium. Namun, sebagian besar dari proton Semesta tetap uncombined sebagai inti hidrogen.
Setelah sekitar 379.000 tahun, elektron dikombinasikan dengan inti ini membentuk atom (sekali lagi, sebagian besar hidrogen), sedangkan radiasi dipisahkan dari materi dan terus berkembang melalui ruang, sebagian besar tanpa hambatan. Radiasi ini sekarang dikenal apa yang merupakan Cosmic Microwave Background (CMB), yang saat ini adalah cahaya tertua di alam semesta.
Sebagai CMB diperluas, secara bertahap kehilangan kepadatan dan energi, dan saat ini diperkirakan memiliki suhu 2,7260 ± 0,0013 K (-270,424 ° C / -454,763 ° F) dan kepadatan energi 0,25 eV / cm3(atau 4,005 × 10-14J / m3;400-500 foton / cm3).CMB dapat dilihat di semua arah pada jarak sekitar 13,8 miliar tahun cahaya, tapi perkiraan tempat jarak sebenarnya itu sekitar 46 miliar tahun cahaya dari pusat alam semestaEpoch:.
Struktur
Selama beberapa miliar tahun yang diikuti, daerah sedikit lebih padat dari materi hampir merata dari alam semesta mulai menjadi gravitasi tertarik satu sama lain. Oleh karena itu mereka tumbuh bahkan lebih padat, membentuk awan gas, bintang, galaksi, dan struktur astronomi lainnya yang kami secara teratur amati sekarang.
Ini adalah apa yang dikenal sebagai Struktur Epoch, karena itu selama ini bahwa alam semesta modern mulai terbentuk. Ini terdiri dari materi yang terlihat didistribusikan dalam struktur dari berbagai ukuran, mulai dari bintang dan planet untuk galaksi, cluster galaksi, dan super cluster - di mana materi terkonsentrasi -. Yang dipisahkan oleh teluk yang sangat besar yang berisi beberapa galaksi
Rincian proses ini tergantung pada jumlah dan jenis materi di alam semesta, materi dengan dingin gelap,materi gelap hangat, materi gelap panas, dan zat baryon menjadi empat jenis disarankan. Namun, model Lambda-Dingin Dark Matter (Lambda-CDM), di manapartikel-partikelmateri gelapbergerak perlahan dibandingkan dengan kecepatan cahaya, adalah dianggap sebagai model standar kosmologi Big Bang, karena paling sesuai dengan data yang tersedia .
Dalam model ini,dinginmateri gelapdiperkirakan membuat sekitar 23% dari materi / energi alam semesta, sedangkan zat baryon membuat naik sekitar 4,6%. The Lambda mengacu pada Constant kosmologis, teori awalnya diusulkan oleh Albert Einstein yang berusaha untuk menunjukkan bahwa keseimbangan massa-energi di alam semesta itu statis. Dalam hal ini, hal ini terkait dengan Dark Energy, yang bertugas untuk mempercepat perluasan alam semesta dan menjaga struktur skala besar terutama seragampanjang.
Prediksi jangka
Hipotesa bahwa alam semesta memiliki titik awal alami menimbulkan pertanyaan tentang mungkin titik akhir. Jika alam semesta mulai sebagai titik kecil kepadatan tak terbatas yang mulai berkembang, apakah itu berarti ia akan terus berkembang tanpa batas? Atau akan menjadi salah satu hari kehabisan kekuatan ekspansif, dan mulai mundur ke arah dalam sampai semua materi sit-up kembali menjadi bola kecil?
Menjawab pertanyaan ini telah menjadi fokus utama dari ahli kosmologi sejak perdebatan tentang yang model alam semesta adalah yang benar mulai . Dengan penerimaan Teori Big Bang, tetapi sebelum pengamatan Dark Energy pada 1990-an, kosmolog telah datang untuk menyepakati dua skenario sebagai yang paling mungkin hasil untuk alam semesta kita.
Pada bagian pertama, umumnya dikenal sebagai "Big Crunch "skenario, alam semesta akan mencapai ukuran maksimum dan kemudian mulai runtuh ke dalam dirinya sendiri. Ini hanya akan mungkin jika kepadatan massa alam semesta lebih besar dari densitas kritis. Dengan kata lain, selama densitas materi tetap pada atau di atas nilai tertentu (1-3 × 10-26kg materi per m3),Semesta akhirnya akan berkontraksi.
Atau, jika kepadatan di alam semesta yang sama atau di bawah kepadatan kritis, ekspansi akan melambat tetapi tidak pernah berhenti. Dalam skenario ini, yang dikenal sebagai "Big Freeze", alam semesta akan pergi sampai pembentukan bintang akhirnya berhenti dengan konsumsi semua gas antarbintang di setiap galaksi. Sementara itu, semua bintang yang ada akan terbakar dan menjadi bintang kerdil putih, bintang neutron, dan lubang hitam.
Sangat secara bertahap, tabrakan antara lubang hitam akan menghasilkan mengumpulkan ke dalam lubang hitam yang lebih besar dan lebih besar massa. Suhu rata-rata alam semesta akan mendekati nol mutlak, dan lubang hitam akan menguap setelah memancarkan terakhir radiasi Hawking mereka. Akhirnya, entropi alam semesta akan meningkatkan ke titik di mana tidak ada bentuk terorganisir energi dapat diekstraksi dari itu (skenario dikenal sebagai "kematian panas").
Pengamatan modern, yang meliputi keberadaan Dark Energy dan pengaruhnya terhadap perluasan kosmik , telah menyebabkan kesimpulan bahwa semakin banyak alam semesta saat ini terlihat akan melewati acara cakrawala kita (yaitu CMB, tepi apa yang bisa kita lihat) dan menjadi terlihat oleh kita. Hasil akhir dari ini saat ini tidak diketahui, tetapi "kematian panas" dianggap sebagai titik akhir mungkin dalam skenario ini juga.
Penjelasan lain dari energi gelap, yang disebut teori energi hantu, menunjukkan bahwa pada akhirnya galaksi cluster, bintang, planet, atom, inti , dan materi itu sendiri akan terkoyak oleh ekspansi yang terus meningkat. Skenario ini dikenal sebagai "Big Rip", di mana ekspansi alam semesta itu sendiri akhirnya akan kehancuran yangBig:.
Sejarah Bang Theory
Indikasi awal dari Big Bang terjadi sebagai akibat dari pengamatan yang mendalam-ruang yang dilakukan di awal abad ke-20. Pada tahun 1912, astronom Amerika Vesto Slipher melakukan serangkaian pengamatan galaksi spiral (yang diyakini nebula) dan diukur mereka Doppler pergeseran merah. Dalam hampir semua kasus, galaksi spiral diamati akan bergerak menjauh dari kita sendiri.
Pada tahun 1922, ahli kosmologi Rusia Alexander Friedmann mengembangkan apa yang dikenal sebagai persamaan Friedmann, yang berasal dari persamaan Einstein untuk relativitas umum. Bertentangan dengan Einstein menganjurkan pada waktu dengan nya konstan kosmologis, pekerjaan Friedmann menunjukkan bahwa alam semesta kemungkinan dalam keadaan ekspansi.
Pada tahun 1924, pengukuran Edwin Hubble dari jarak yang sangat jauh ke spiral nebula terdekat menunjukkan bahwa sistem ini memang lain galaksi. Pada saat yang sama, Hubble mulai mengembangkan serangkaian indikator jarak menggunakan 100-inch (2,5 m) Hooker teleskop di Observatorium Mount Wilson. Dan 1929, Hubble menemukan korelasi antara jarak dan resesi kecepatan -. Yang sekarang dikenal sebagai hukum Hubble
dan kemudian pada tahun 1927, Georges Lemaitre, seorang fisikawan Belgia dan imam Katolik Roma, secara independen berasal hasil yang sama seperti persamaan Friedmann dan mengusulkan bahwa resesi disimpulkan dari galaksi itu karena ekspansi alam semesta. Pada tahun 1931, ia mengambil ini lebih lanjut, menunjukkan bahwa perluasan saat alam semesta berarti bahwa ayah kembali dalam waktu satu pergi, semakin kecil Universe akan. Pada beberapa titik di masa lalu, ia berpendapat, seluruh massa alam semesta akan terkonsentrasi ke satu titik yang sangat struktur ruang dan waktu berasal.
Penemuan ini memicu perdebatan antara fisikawan di seluruh tahun 1920-an dan 30-an, dengan Sebagian menganjurkan bahwa alam semesta berada dalam keadaan stabil. Dalam model ini, materi baru terus diciptakan sebagai alam semesta mengembang, sehingga menjaga keseragaman dan kepadatan materi dari waktu ke waktu. Di antara para ilmuwan ini, ide dari Big Bang tampak lebih teologis dari ilmiah, dan tuduhan bias dibuat terhadap Lemaitre berdasarkan latar belakang agamanya.
Teori lain yang dianjurkan selama ini juga, seperti Milne Model dan model Oscillary Universe . Kedua teori ini didasarkan pada teori relativitas Einstein umum (yang terakhir yang disahkan oleh Einstein sendiri), dan menyatakan bahwa alam semesta berikut yang tak terbatas, atau terbatas, siklus mandiri.
Setelah Perang Dunia II, perdebatan datang ke kepala antara pendukung Negara Model Mantap (yang telah datang untuk diresmikan oleh astronom Fred Hoyle) dan pendukung Bang Theory Big - yang semakin populer. Ironisnya, itu Hoyle yang menciptakan istilah "Big Bang" saat siaran BBC Radio Maret 1949, yang diyakini oleh beberapa orang untuk menjadi pemberhentian merendahkan (yang ditolak Hoyle).
Akhirnya, bukti pengamatan mulai menyukai Big Bang lebih Mantap Negara. Penemuan dan konfirmasi radiasi latar belakang gelombang mikro pada tahun 1965 mengamankan Big Bang sebagai teori terbaik asal dan evolusi alam semesta. Dari 60-an ke 1990-an, astronom dan ahli kosmologi membuat kasus lebih baik untuk Big Bang dengan memecahkan masalah teoritis itu Operator
mengangkat.kertas termasuk yang disampaikan oleh Stephen Hawking dan fisikawan lain yang menunjukkan bahwa singularitas itu merupakan kondisi awal yang tak terelakkan dari relativitas umum dan model Big Bang kosmologi. Pada tahun 1981, fisikawan Alan Guth berteori dari periode ekspansi kosmik yang cepat (alias. Yang "Inflasi" Epoch) yang diselesaikan masalah teoritis lainnya.
Tahun 1990-an juga melihat munculnya Dark Energy sebagai upaya untuk menyelesaikan isu yang beredar dalam kosmologi. Selain memberikan penjelasan massa alam semesta yang hilang (bersama dengan Dark Matter, awalnya diusulkan pada tahun 1932 oleh Jan Oort), juga memberikan penjelasan mengapa alam semesta masih percepatan, serta menawarkan resolusi untuk Einstein kosmologis konstan.
Kemajuan yang signifikan dibuat berkat kemajuan dalam teleskop, satelit, dan simulasi komputer, yang telah memungkinkan para astronom dan kosmolog untuk melihat lebih banyak semestaalamdan mendapatkan pemahaman yang lebih baik dari usia sebenarnya. Pengenalan ruang teleskop - seperti Cosmic Background Explorer (COBE), Hubble Space Telescope, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) dan Observatorium Planck - juga telah nilai beragamakurat.
Hari ini, kosmolog memiliki pengukuran yang cukup tepat dan banyak parameter dari model Big Bang, belum lagi usia alam semesta itu sendiri. Dan itu semua dimulai dengan pengamatan mencatat bahwa objek bintang besar, bertahun-tahun cahaya jauh, perlahan-lahan menjauh dari kita. Dan sementara kita masih tidak yakin bagaimana semua akan berakhir, kita tahu bahwa pada skala kosmologis, itu tidak akan menjadi yang panjang, waktu yang lama!
Artikel lainnya klik
di sini:
