APA TEORI ALAM SEMESTA BEROSILASI? - ILMU - 2026

Teori alam semesta berosilasi atau siklus alam semesta mengusulkan bahwa alam semesta mengembang dan menyusut tanpa batas. Richard Tolman (1881-1948), seorang matematikawan di California Institute of Technology, mengajukan teori berbasis matematis tentang pulsating universe sekitar tahun 1930.

Tetapi gagasan itu bukanlah hal baru untuk zaman Tolman, karena kitab suci Veda kuno telah mengusulkan sesuatu yang serupa sekitar 1500 SM, yang menyatakan bahwa seluruh alam semesta terkandung dalam telur kosmik yang disebut Brahmanda.

Gambar 1. Pemandangan alam semesta dalam dari Hubble. Saat ini alam semesta sedang mengembang, tetapi menurut teori alam semesta berosilasi, ada saatnya ia berkontraksi. Sumber: Wikimedia Commons.

Berkat Edwin Hubble (1889-1953), terbukti bahwa alam semesta sedang mengembang, yang menurut sebagian besar astronom, sedang mengalami percepatan.

Proposal Teori Semesta Berosilasi

Apa yang Tolman usulkan adalah bahwa perluasan alam semesta terjadi berkat dorongan awal Big Bang dan akan berhenti begitu dorongan tersebut berhenti karena aksi gravitasi.

Memang, kosmolog Rusia Alexander Friedmann (1888-1925) telah memperkenalkan secara matematis pada tahun 1922 gagasan tentang kepadatan kritis alam semesta, di bawahnya ia mengembang tanpa gravitasi mampu mencegahnya, sementara di atasnya, hal yang sama Gravitasi mencegah ekspansi dan menyebabkan kontraksi hingga runtuh.

Nah, dalam teorinya Tolman memprediksi bahwa kepadatan alam semesta akan mencapai titik di mana ekspansi berhenti berkat rem gravitasi, dan fase kontraksi yang disebut Big Crunch akan dimulai.

Selama fase ini, galaksi akan tumbuh semakin dekat untuk membentuk massa yang sangat besar dan sangat padat, menyebabkan keruntuhan yang diperkirakan.

Teori tersebut juga mendalilkan bahwa alam semesta tidak memiliki awal dan akhir yang spesifik, karena ia dibangun dan dihancurkan secara bergantian dalam siklus jutaan tahun.

Masalah primordial

Kebanyakan kosmolog menerima teori Big Bang sebagai asal mula alam semesta, yang terbentuk melalui ledakan primordial besar, dari bentuk materi dan energi tertentu dengan kepadatan tak terbayangkan dan suhu yang sangat tinggi.

Dari atom awal yang hebat ini muncul partikel-partikel dasar yang kita ketahui: proton, elektron, dan neutron, dalam bentuk yang disebut ylem, sebuah kata Yunani yang digunakan oleh Aristoteles yang bijak untuk merujuk pada substansi primordial, sumber dari semua materi.

Ylem secara bertahap mendingin saat mengembang, menjadi kurang padat setiap kali. Proses ini meninggalkan jejak radiasi di alam semesta, yang kini telah terdeteksi: latar belakang radiasi gelombang mikro.

Partikel-partikel elementer mulai bergabung satu sama lain dan membentuk materi yang kita kenal dalam hitungan menit. Jadi ylem itu berturut-turut berubah menjadi satu dan lain substansi. Ide tentang ylem inilah yang memunculkan ide alam semesta yang berdenyut.

Menurut teori alam semesta yang berdenyut, sebelum mencapai fase ekspansif di mana kita berada sekarang, ada kemungkinan bahwa alam semesta lain yang serupa dengan yang sekarang ada, yang berkontraksi membentuk ylem.

Atau mungkin alam semesta kita yang pertama dari siklus alam semesta yang akan terjadi di masa depan.

Big Bang, Big Crunch, dan entropi

Menurut Tolman, setiap urutan osilasi di alam semesta dimulai dengan Big Bang, di mana ylem memunculkan semua materi yang kita ketahui dan berakhir dengan Big Crunch, keruntuhan di mana alam semesta runtuh.

Dalam periode waktu antara satu dengan lainnya, alam semesta mengembang hingga gravitasi menghentikannya.

Namun, seperti yang disadari oleh Tolman, masalahnya terletak pada hukum kedua termodinamika, yang menyatakan bahwa entropi - derajat ketidakteraturan - suatu sistem tidak pernah berkurang.

Oleh karena itu, setiap siklus harus lebih panjang dari yang sebelumnya, jika alam semesta mampu menyimpan ingatan tentang entropi sebelumnya. Dengan menambah panjang setiap siklus, akan datang suatu titik di mana alam semesta cenderung akan mengembang tanpa batas.

Konsekuensi lainnya adalah menurut model ini, alam semesta terbatas dan pada suatu titik yang jauh di masa lampau pasti memiliki asal.

Untuk mengatasi masalah tersebut, Tolman menyatakan bahwa dengan memasukkan termodinamika relativistik, pembatasan seperti itu akan hilang, memungkinkan rangkaian kontraksi dan perluasan alam semesta yang tidak terbatas.

Evolusi alam semesta

Gambar 2. Parameter kepadatan menentukan tiga kemungkinan geometri alam semesta. Sumber: NASA melalui Wikimedia Commons.

Kosmolog Rusia Alexander Friedmann, yang juga ahli matematika hebat, menemukan tiga solusi persamaan Einstein. Inilah 10 persamaan yang merupakan bagian dari teori relativitas dan yang menggambarkan bagaimana ruang-waktu melengkung karena adanya materi dan gravitasi.

Tiga solusi Friedmann mengarah pada tiga model alam semesta: satu tertutup, satu terbuka, dan datar ketiga. Kemungkinan yang ditawarkan oleh ketiga solusi ini adalah:

-Sebuah alam semesta yang mengembang bisa berhenti mengembang dan berkontraksi lagi.

-Jagat raya yang mengembang dapat mencapai keadaan ekuilibrium.

Ekspansi dapat terus berlanjut hingga tak terbatas.

The Big Rip

Laju ekspansi alam semesta dan jumlah materi yang ada di dalamnya adalah kunci untuk mengenali solusi yang tepat di antara tiga yang disebutkan.

Friedmann memperkirakan bahwa massa jenis kritis yang disebutkan di awal adalah plus atau minus 6 atom hidrogen per meter kubik. Ingatlah bahwa hidrogen dan helium adalah produk utama ylem setelah Big Bang dan unsur paling melimpah di alam semesta.

Hingga saat ini, para ilmuwan sepakat bahwa kerapatan alam semesta saat ini sangat rendah, sedemikian rupa sehingga tidak memungkinkan untuk menghasilkan gaya gravitasi untuk memperlambat ekspansi.

Jadi alam semesta kita akan menjadi alam semesta terbuka, yang bisa berakhir dengan Air Mata Besar atau Sobekan Besar, di mana materi dipisahkan menjadi partikel subatom yang tidak pernah kembali bersama. Ini akan menjadi akhir dari alam semesta yang kita kenal.

Materi gelap adalah kuncinya

Tapi Anda harus memperhitungkan keberadaan materi gelap. Materi gelap tidak dapat dilihat atau dideteksi secara langsung, setidaknya untuk saat ini. Tetapi efek gravitasinya berlaku, karena kehadirannya akan menjelaskan perubahan gravitasi di banyak bintang dan sistem.

Karena materi gelap diyakini menempati hingga 90% alam semesta, ada kemungkinan alam semesta kita tertutup. Dalam hal ini gravitasi akan mampu mengkompensasi ekspansi, membawanya ke Big Crunch, seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Bagaimanapun, itu adalah ide yang menarik, yang masih memiliki banyak ruang untuk spekulasi. Di masa depan, sifat sebenarnya dari materi gelap, jika ada, akan terungkap.

Sudah ada percobaan untuk ini di laboratorium Stasiun Luar Angkasa Internasional. Sementara itu di darat, eksperimen juga dilakukan untuk mendapatkan materi gelap dari materi normal. Penemuan yang dihasilkan akan menjadi kunci untuk memahami hakikat alam semesta.

Referensi

1. Kragh, model H. Cyclic dari alam semesta relativistik. Diperoleh dari: arxiv.org.
2. Pérez, I. Asal dan akhir Alam Semesta. Diperoleh dari: revistaesfinge.com.
3. SC633. Origins of the Universe. Diperoleh dari: sc663b2wood.weebly.com.
4. Villanueva, J. Teori Alam Semesta Berosilasi. Dipulihkan: universetoday.com.
5. Wikipedia. Model Siklik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Bentuk Alam Semesta. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.