TEORI KRISIS BESAR: SEJARAH, PRINSIP, FAKTA YANG MENDUKUNG DAN MENENTANG - ARTE - 2025

Teori Big Crunch, Big Crunch, atau Big Implosion mengusulkan bahwa alam semesta pada akhirnya akan berkontraksi untuk membentuk kembali singularitas besar dalam ruang-waktu. Oleh karena itu, ini adalah semacam pembalikan Big Bang.

Jika alam semesta berawal dari ekspansi hebat dari singularitas di mana semua ruang-waktu terkonsentrasi, maka akhirnya justru merupakan proses sebaliknya. Ide ini bukanlah hal baru, karena para ilmuwan telah lama bertanya-tanya apakah gravitasi, perancang materi yang hebat, suatu hari nanti juga akan dapat menyebabkan keruntuhan totalnya.

Gambar 1. Animasi ini menunjukkan sesuatu tentang apa yang akan terjadi selama Big Crunch: galaksi mendekat satu sama lain hingga membentuk singularitas dalam ruang kecil. Sumber: Wikimedia Commons.

The Big Crunch berbicara tentang seperti apa akhir alam semesta jika gaya gravitasi menang. Ini bukan teori tentang asalnya, meskipun ada teori lain tentang alam semesta yang berosilasi, yang menggabungkan Big Crunch dengan Big Bang untuk menghasilkan gambar alam semesta tak terbatas dalam siklus ekspansi dan kontraksi yang konstan.

Meskipun alam semesta mengembang saat ini, dan ada banyak bukti yang mendukung hal ini, Big Crunch menunjukkan bahwa gravitasi pada suatu saat akan cukup kuat untuk menghentikan perluasan ini.

Dan tidak hanya menghentikannya, tetapi membalikkannya hingga menyebabkan kontraksi terus menerus, membawa bintang dan galaksi semakin dekat dan dekat. Tetapi tidak semuanya, dengan menyusutnya, alam semesta akan semakin memanas dalam skala yang tidak terbayangkan, menyebabkan planet-planet menjadi tidak ramah terhadap kehidupan.

Kompresi akan berlanjut hingga ruang-waktu dan segala isinya direduksi menjadi singularitas yang darinya alam semesta baru pada akhirnya dapat lahir. Atau mungkin tidak, karena saat ini tidak ada cara untuk mengetahuinya.

Sejarah dan prinsip teori Big Crunch

Meskipun untuk saat ini bukti bahwa alam semesta mengembang tidak perlu dipertanyakan lagi, gaya gravitasi tidak pernah berhenti hadir, mampu menjadi gaya dominan setiap saat dan menyebabkan planet, bintang, dan galaksi saling berdekatan.

Para ilmuwan mengusulkan bahwa ekspansi saat ini disebabkan oleh energi gelap, bidang yang mengisi semua ruang tetapi sifat aslinya tidak diketahui, meskipun diperkirakan dihasilkan oleh ruang itu sendiri, dan meningkat seiring dengan pertumbuhan ruang.

Dan semakin alam semesta mengembang, semakin banyak ruang yang tercipta dan dengan itu semakin banyak energi gelap dengan tekanan negatif, menciptakan skenario ekspansi yang tak terbatas dan semakin cepat.

Namun, jika seseorang mulai dari alam semesta tertutup, ekspansi tidak dapat berlangsung selamanya dan energi gelap pasti melemah, meskipun tidak diketahui kapan itu akan mulai terjadi. Beberapa percaya bahwa itu telah dimulai, meskipun alam semesta tampaknya meningkatkan laju perluasannya.

Pelemahan ini akan membuat gravitasi mengambil peran yang lebih besar, menyebabkan kepadatan alam semesta meningkat kembali. Densitas minimal 3 atom / meter kubik dianggap perlu agar hal ini terjadi.

Dengan cara ini galaksi akan semakin dekat, tiba pada saat mereka semua membentuk galaksi kolosal yang kemudian akan terkonsentrasi untuk menghasilkan lubang hitam yang unik, singularitas dengan dimensi yang sangat kecil.

Gambar 2. Kemungkinan surutnya galaksi menyebabkan spekulasi kosmologis. Sumber: Wikimedia Commons.

Ini adalah semacam Big Bang secara terbalik, meskipun karakteristik alam semesta baru yang sangat panas ini akan sangat berbeda, karena kerapatannya tidak lagi seragam.

Geometri yang memungkinkan untuk alam semesta

Menurut kriteria kosmologis, jika kerapatan alam semesta homogen, kelengkungannya ditentukan oleh kerapatan rata-rata, kelengkungan tersebut konstan. Indikatornya adalah parameter kelengkungan Ωo:

Ωo = kepadatan rata-rata alam semesta / kepadatan energi kritis

Dimana kepadatan energi kritis adalah dari alam semesta datar, tanpa kelengkungan. Ada tiga kemungkinan untuk parameter ini: Ωo = 1, lebih besar dari 1 atau kurang dari 1. Jika Ωo> 1 kita memiliki alam semesta bulat atau tertutup, di mana Big Crunch adalah kemungkinan yang sangat nyata.

Pengukuran saat ini mengarah ke geometri bidang alam semesta, oleh karena itu hipotesis Big Crunch saat ini tidak mendapat dukungan mayoritas dalam komunitas ilmiah, kecuali beberapa kosmolog, seperti yang akan kita lihat sebentar lagi.

Gambar 3. Gambar tiga kemungkinan geometri alam semesta. The Big Crunch mungkin terjadi di alam semesta bola, yang terbatas dan tertutup. Sumber: Wikimedia Commons.

Fakta yang mendukung

Hipotesis Big Crunch berasal dari banyak ilmuwan yang menganggap gagasan tentang alam semesta yang terus berkembang tidak dapat diterima. Mengakui bahwa Big Crunch adalah kemungkinan yang nyata, alam semesta akan memiliki awal dan akhir, yang dapat meyakinkan banyak orang.

Di sisi lain, bagi ilmuwan lain, Big Crunch diterima ketika ia merupakan bagian dari siklus ekspansi dan kontraksi tanpa akhir yang diusulkan dalam teori alam semesta berosilasi, karena ini akan menghindari pemikiran yang tepat tentang permulaan alam semesta seperti itu, dan betapa mengganggunya berspekulasi. tentang apa yang sudah ada sebelumnya.

Untuk alasan ini, banyak peneliti terus berupaya menciptakan model baru alam semesta. Ada yang mengajukan modifikasi pada nilai konstanta kosmologis, konstanta yang dikemukakan oleh Albert Einstein sehingga solusi persamaan medannya akan mengarah pada alam semesta yang stabil.

Menurut data astronomi terbaru, konstanta kosmologis, dilambangkan dengan huruf besar Yunani lambda, memiliki nilai: Λ = 10 ^-46 km ^-2 .

Beberapa kosmolog menyatakan bahwa nilai yang lebih rendah dari konstanta ini, yang sudah sangat kecil, pasti mengarah ke alam semesta berhingga, di mana kontraksi ruang dimungkinkan. Dengan cara ini, Big Crunch akan menjadi akhir alam semesta yang layak.

Teori alam semesta berosilasi

Juga dikenal sebagai teori alam semesta berdenyut atau Big Bounce, teori ini memiliki banyak kesamaan dengan Big Crunch.

Ini dikemukakan oleh ahli matematika Richard Tolman (1881-1948), yang mendalilkan bahwa alam semesta mengembang karena dorongan yang datang dari Big Bang, tetapi kemudian ekspansi berhenti ketika gravitasi menjadi gaya dominan.

Ini terjadi secara berkala, oleh karena itu alam semesta tidak memiliki, juga tidak pernah memiliki awal atau akhir.

Teori alternatif untuk akhir alam semesta

Terlepas dari Big Crunch dan teori alam semesta yang berosilasi, sebagian ahli kosmologi menegaskan bahwa alam semesta akan berakhir dengan Big Rip: mungkin ekspansi yang akhirnya memusnahkan materi, membaginya semakin banyak.

Dan bagian lain dari para ilmuwan menganggap bahwa ekspansi memerlukan pendinginan terus menerus. Seperti diketahui, pergerakan partikel-partikel penyusun materi berhenti ketika mereka mencapai nol mutlak, suhu dingin yang tak terbayangkan yang belum tercapai.

Jika alam semesta terbuka, ekspansi dapat berlanjut tanpa batas, karena suhunya semakin mendekati nol absolut. Pendinginan ini, yang dikenal sebagai Big Freeze, akan menyebabkan kematian panas pada akhirnya alam semesta di masa depan yang jauh.

Data melawan

Dua fakta penting ini membuat banyak ilmuwan tidak mempercayai Big Crunch sebagai alternatif dalam evolusi alam semesta.

Yang pertama adalah bahwa alam semesta saat ini mengembang, sebuah fakta yang dikonfirmasi secara eksperimental melalui pengamatan bintang supernova yang jauh dan pengukuran radiasi latar kosmik, sisa-sisa Big Bang.

Tentunya ada kemungkinan di masa depan akan berhenti melakukannya, karena ada cukup waktu untuk itu dan yang terpenting: banyak hal yang masih belum kita ketahui tentang alam semesta.

Kedua, pengukuran kelengkungan alam semesta menunjukkan bahwa geometri alam semesta itu datar. Dan dalam geometri seperti ini, Big Crunch tidak mungkin dilakukan. Hal tersebut terungkap dari hasil misi Planck, yang menunjukkan bahwa kerapatan alam semesta 5% lebih besar dari yang dibutuhkan untuk menutupnya.

Misi Planck adalah proyek Badan Antariksa Eropa, yang terdiri dari satelit buatan yang dilengkapi untuk mengumpulkan data tentang sifat luar angkasa. Ini diluncurkan pada tahun 2009 dari Guyana Prancis dan dilengkapi dengan probe, detektor, dan teleskop.

Gambar 4. Model satelit Planck, dinamai untuk menghormati fisikawan Jerman Max Planck (1858-1947), pelopor Mekanika Kuantum. Sumber: Wikimedia Commons. Foto oleh Mike Peel (www.mikepeel.net).

Ilmuwan mendukung Big Crunch

Di antara mereka yang mempertahankan kemungkinan runtuhnya alam semesta tipe Big Crunch adalah Nemanja Kaloper dan Antonio Padilla. Para peneliti ini bekerja dengan model di mana mereka telah memodifikasi nilai konstanta kosmologis, memperoleh alam semesta yang stabil dan tertutup.

Hasil mereka telah dipublikasikan di Physical Review Letters, namun, saat ini tidak ada pengamatan yang mendukung model baru ini.

Referensi

1. Harris, W. Bagaimana Teori Big Crunch Bekerja. Diperoleh dari: science.howstuffworks.com.
2. Mann, A. Bagaimana Alam Semesta Akan Berakhir? Diperoleh dari: LiveScience.com.
3. Moskowitz, C. Kekosongan Tak Berujung atau Big Crunch: Bagaimana Alam Semesta Akan Berakhir? Dipulihkan dari: space.com.
4. NeoFronteras. Akankah ada Big Crunch? Dipulihkan dari: neofronteras.com.
5. Steinhardt, P. Evolusi kosmik di alam semesta siklik. Diperoleh dari: arxiv.org.
6. UCDavis.dll Penelitian baru Prof. Nemanja Kaloper tentang ujung alam semesta menghasilkan liputan media yang kuat. Diperoleh dari: physics.ucdavis.edu.
7. Wikipedia. Big Crunch. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Energi gelap. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.