Fenomena Big Bang

Fenomena Big Bang

Big Bang merupakan salah satu fenomena alam yang kontroversial pada zaman dulu. Fenomena ini adalah suatu teori yang menjelaskan bahwa alam semesta berawal dari titik yang sangat kecil, padat, dan panas yang kemudian meledak dan terus berkembang hingga menjadi alam semesta. Teori ini dapat didukung dari hasil penelitian seorang Ilmuwan. Ilmuwan tersebut bernama Edwin Hubble. Ia mengamati bahwa galaksi-galaksi semakin menjauh. Hal ini mendukung gagasan bahwa alam semesta benar-benar berkembang.

Teori awal Big Bang bermula pada awal abad ke-20, lebih tepatnya pada  tahun 1912, dilakukan pengukuran pada nebula spiral untuk pertama kalinya dengan menggunakan efek Doppler oleh Vesto Slipher. Nebula spiral adalah nama lain dari galaksi spiral. Dari pengukuran inilah mulai banyak peneliti yang melakukan penelitian tentang alam semesta. 

Pada tahun 1924, Edwin Hubble melakukan penelitian lebih lanjut pada model nebula. Dari penelitian tersebut, ia menemukan bahwa galaksi-galaksi semakin menjauh. Pada tahun 1927, George Lemaitre yang merupakan seorang astronom asal Belgia, menjadi tertarik dengan penelitian Hubble sehingga ia mengemukakan teori Big Bang untuk pertama kalinya.

sumber: wikipedia.com

Seorang fisikawan asal Rusia, Alexander Friedmann merumuskan sebuah persamaan pada tahun 1922 yaitu Persamaan Friedmann. Persamaan Friedmann adalah serangkaian persamaan yang mengatur pengembangan ruang dalam model alam semesta yang homogen dan isotropik. Persamaan tersebut dikembangkan oleh beberapa ilmuwan lain termasuk Lemaitre. 

Secara independen Georges Lemaitre menurunkan persamaan milik Friedmann. Ia mengatakan bahwa resensi nebula dalam persamaan itu disebabkan oleh alam semesta yang terus berkembang. Menurut Lemaitre, alam semesta awalnya berasal berasal dari sebuah gumpalan Superatom yang berbentuk bola api, diperkirakan bola api ini memiliki massa yang sangat besar, dan memiliki suhu kurang lebih 1 triliun derajat celcius. 

sumber: hubblesite.org

Proses terjadinya Big Bang dimulai dengan singularitas. Pada awalnya, seluruh materi dan energi alam semesta terkonsentrasi dalam satu titik yang kecil dan padat. Kondisi ini memiliki suhu dan tekanan yang tak terhingga. Kemudian terjadi ekspansi sekitar 13,8 Miliar tahun yang lalu, singularitas ini mengalami ekspansi yang sangat cepat dalam peristiwa yang disebut Big Bang. Ruang waktu sendiri ikut mengembang bersamaan dengan materi di dalamnya.

Seiring dengan ekspansi, alam semesta mulai mendingin. Energi yang sangat tinggi pada awalnya mulai berubah menjadi partikel-partikel subatomic seperti quark dan lepton. Saat alam semesta terus mendingin, partikel-partikel subatomic bergabung membentuk proton dan neutron. Proton dan neutron kemudian bergabung membentuk inti atom, terutama hidrogen dan helium.

Terdapat beberapa bukti yang menjelaskan Big Bang benar-benar terjadi. Bukti pertama teori Big Bang adalah alam semesta yang terus berkembang. Seorang kosmologis dan matematikawan dari Rusia yang bernama Alexander Friedmann mengatakan bahwa alam semesta ini akan terus mengembang dan berlawanan dengan model alam semesta statis yang dinyatakan oleh Einstein.

Bukti kedua adalah radiasi kosmik. George Gamow melakukan pengembangan perhitungan yang dibuat oleh Georges Lemaitre pada tahun 1948, menyatakan sebuah teori baru yang sesuai dengan teori big bang. Menurut George, jika alam semesta terjadi akibat adanya ledakan besar, seharusnya terdapat sisa radiasi yang berasal dari ledakan besar tersebut. Radiasi sisa tersebut dapat dilihat menggunakan teleskop khusus.

Walaupun terdapat beberapa bukti yang mendukung teori Big Bang, terdapat beberapa masalah dengan teori tersebut. Masalah yang pertama adalah Masalah Horizon. Masalah Horizon adalah masalah dalam pemodelan ledakan dahsyat yang ditemukan pada tahun 1960-an oleh Charles Misner. Masalah ini muncul karena semua wilayah di alam semesta belum "berhubungan" satu sama lain akibat jaraknya yang sangat jauh, namun wilayah-wilayah tersebut memiliki suhu dan properti fisik lain yang sama. Hal ini seharusnya tidak mungkin karena transfer informasi seperti energi dan panas tidak dapat melebihi kecepatan cahaya.

sumber: physics.aps.org

Masalah yang kedua adalah Materi Gelap dan Energi Gelap. Materi gelap adalah materi yang tidak dapat dideteksi dari radiasi yang dipancarkan, tetapi kehadirannya dapat dibuktikan dari efek gravitasi materi-materi yang tampak. Sedangkan energi gelap adalah suatu bentuk hipotesis dari energi yang mengisi seluruh ruang dan memiliki tekanan negatif yang kuat. Masalah yang terjadi adalah teori Big Bang tidak secara langsung menjelaskan keberadaan materi gelap dan energi gelap.

Big Bang adalah salah satu fenomena alam yang terpenting dan kontroversial yang pernah terjadi di alam semesta. Teori ini menjelaskan bagaimana alam semesta bermula dari satu titik kecil yang sangat panas dan padat, kemudian meledak dan berkembang hingga menjadi alam semesta seperti yang kita kenal sekarang. Meskipun didukung oleh bukti, teori ini masih menghadapi beberapa pertanyaan yang belum terjawab. Meski ada tantangan tersebut, teori Big Bang tetap menjadi teori utama yang digunakan untuk memahami asal-usul alam semesta, dan penelitian terus dilakukan untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini serta memperdalam pemahaman kita tentang alam semesta.