Rabu, 12 Agustus 2015

EKSOTIKA FISIKA "BIG BANG, Awal Kelahiran Alam Semesta"

SINGULARITAS

MENAKJUBKAN!


Alam semesta yang maha luas dan selalu bertambah luas (khusus- nya pada saat ini) bermula dari suatu ”gumpalan”, dimana semua materi lumat dalam kerapatan tak hingga. Dapatkah dibayangkan, berapa besar kerapatan materi dalam sebuah ”titik” yang volumenya nol, jika seluruh massa alam semesta yang terdiri dari sekitar 100 milyar kali 100 milyar bintang yang massa tiap-tiap bintang sebesar kira- kira massa matahari dalam tata surya kita dipaksakan masuk ke dalamnya?

Titik ini dalam kajian kosmologi, yakni bahasan alam semesta skala besar, dise- but singularitas. Materi yang sekian banyak tersebut berkumpul menjadi neutron (partikel netral, tak bermuatan listrik). Sebab, elektron-elektron (partikel bermuatan listrik negatip) yang berasal dari masing-masing atom telah ”menyatu” dengan proton (partikel bermuatan listrik positip) ”pasangan”-nya dalam atom.

Keberadaan alam semesta dari ”gumpalan maha padat” yang mempunyai interaksi gravitasi (interaksi gravitasi disebabkan oleh adanya massa) yang luar biasa besar, memiliki efek remasan yang juga luar biasa besar sehingga gumpalan alam semesta mengkerut, berukuran lebih kecil dari bintang pulsar yang berjejari sekitar dua hingga tiga kali jari-jari matahari. Bahkan gumpalan ini mengkerut sehingga ia berukuran lebih kecil dari black holes, memiliki massa jauh lebih besar dibandingkan dengan massa pulsar dan terus mengkerut hingga berjejari mendekati ukuran titik.



GEJALA INFLASI

Menurut Prof. Baiquni :

"Alam semesta yang berawal dari ”ketiadaan” sebagai gun- cangan vakum yang membuatnya memiliki energi yang sangat tinggi dalam singularitas bertekanan negatip. Vakum yang mempunyai kandungan energi luar biasa besar dan tekanan gravitasi negatip ini menimbulkan suatu dorongan eksplosif yang luar biasa besar keluar dari singularitas."

Seiring dengan mengembangnya alam semesta, materi dan radiasi di alam semesta menjadi semakin dingin. Karena suhu merupakan ukuran energi rerata (atau kelajuan rerata) partikel, pendinginan semesta memiliki pengaruh terhadap materi yang dikan- dungnya. Ketika alam semesta mendingin, karena ekspansi yang super cepat, suhunya merendah melewati 1.000 trilyun-trilyun derajat (coba bandingkan, misalnya dengan suhu reaksi fusi di matahari yang ”hanya” sekitar 5.500 derajat celcius), pada umur 10 pangkat minus 35 detik, terjadilah gejala ’lewat dingin’.

Pada saat pengembunan tersentak, keluarlah materi dari bentuk energi yang mem- anaskan kosmos kembali menjadi 1.000 trilyun-trilyun (1 dengan 27 nol dibelakangnya) derajat. Namun, seluruh kosmos terdorong membesar dengan kecepatan luar biasa selama waktu 10 pangkat minus 32 detik. Ekspansi alam semesta yang luar biasa, menggelembung dengan tiupan dahsyat dikenal sebagai gejala inflasi.

Selama proses inflasi ini, terdapat kemungkinan tak hanya satu alam saja yang muncul, tetapi beberapa alam, berapa jumlahnya? 
Dan masing-masing alam dapat memiliki hukum-hukumnya sendiri yang tidak perlu sama dengan hukum alam semesta yang kita tempati. Karena materialisasi dari energi yang tersedia yang pada akhirnya berakibat terhentinya inflasi tak terjadi secara serentak, maka di lokasi-lokasi tertentu terdapat konsentrasi materi yang merupakan benih galaksi-galaksi yang tersebar di seluruh kosmos. 

Jenis materi apa yang muncul pertama-tama di alam ini? 
Saat umur alam semesta mendekati seperseratus detik, isinya adalah radiasi dan partikel-partikel subnuklir. Pada saat itu, suhu kosmos sekitar 100 milyar derajat celcius. Campuran partikel dan radiasi yang sangat rapat serta bersuhu sangat tinggi itu lebih menyerupai ”fluida” daripada zat padat, sehingga kosmolog menamainya ”sop kosmos”.

Nukleosintesis dan Shadow World

Antara umur satu detik hingga tiga menit terjadi proses yang dinamai proses nuk- leosintesis yakni proses penggabungan inti-inti atom. Dalam periode ini, inti atom- atom ringan terbentuk sebagai hasil reaksi fusi nuklir. Saat, setelah umur alam semesta mencapai 700.000 tahun, elektron-elektron masuk dalam orbit mereka di sekitar inti dan bersama-sama inti membentuk atom sembari melepaskan energi radiasi; pada saat itu seluruh langit bercahaya terang-benderang dan hingga kini ”cahaya” ini masih dapat diamati sebagai radiasi gelombang mikro. 

Menurut perhitungan para ilmuwan kosmologi, alam semesta mempunyai sekitar sepuluh dimensi; yaitu, empat dimensi ruang-waktu yang kita hayati, dan enam dimensi lainnya yang tak kita sadari, karena ”tergulung” dengan jari-jari 10 pangkat minus 32 sentimeter yang berwujud sebagai muatan listrik dan muatan nuklir. 

Dimensi yang kita hayati adalah dimensi yang, katakanlah, ”terentang” sebagai ruang-waktu. Jika semua yang telah dirintis secara matematika ini memperoleh dukun- gan dari hasil ekperimen atau observasi, maka ada kemungkinan bahwa alam semesta yang kita huni ini mempunyai ”dunia kembaran”(shadow world ) yang sebenarnya ke- beradaannya di sekeliling kita, ia hanya dapat kita hubungi melalui medan gravitasi.

Sekian, Semoga Bermanfaat
Sumber : Miftachul Hadi Applied Mathematics for Biophysics Group Physics Research Centre, Indonesian Institute of Sciences (LIPI)


EmoticonEmoticon