Dari semua konsep dan topik yang dibahas, Big Bang adalah konsep yang paling kontroversial. Tentu saja, ini adalah teori ilmiah yang agak lama yang telah ada sejak 1940-an, dan sejak 1960-an telah ada segudang bukti yang mendukungnya. Idenya sederhana: alam semesta memiliki permulaan. Dia berulang tahun. Ada suatu hari yang tidak memiliki "kemarin", ketika materi, radiasi, dan Semesta yang mengembang dan mendingin, yang kita kenal, tidak ada sampai titik waktu tertentu. Namun kita ada di sini. Yang menyebabkan banyak pertanyaan dalam pikiran yang ingin tahu. Salah satu pembaca kami hanya memiliki pikiran seperti itu, dan dia ingin tahu:
Adakah teori atau eksperimen yang dapat menghitung dan membuktikan lokasi kita di ruang angkasa relatif terhadap titik Big Bang? Saya pikir karena kemampuan pengamatan kita sangat terbatas dari posisi planet kita, tidak akan mudah untuk menentukan kelengkungan ruang. Mengapa kita berpikir bahwa Big Bang terjadi pada suatu titik dalam ruang tiga dimensi? Mengapa kita berpikir bahwa alam semesta adalah bola?
Ini adalah pertanyaan yang sangat bagus, dan mereka semua menunjukkan pandangan umum tentang alam semesta. Tetapi apakah ide-ide ini benar?
Evolusi struktur alam semesta berskala besarKita sering berpikir bahwa Big Bang adalah ledakan nyata. Dan Semesta benar-benar tampak seperti bola api yang besar, energik, dan mengembang pada tahap paling awal.
• Itu diisi dengan partikel dan antipartikel dari berbagai jenis, serta radiasi.
• Semua ini mengembang dan semua partikel, antipartikel, dan kuanta radiasi dipisahkan satu sama lain.
• Semua ini mendingin dan melambat saat meluas.
Itu benar-benar terdengar seperti ledakan. Bahkan, jika Anda dapat dipindahkan ke saat-saat pertama ini, dan entah bagaimana dilindungi dari semua energi ini, bahkan akan ada suara yang dapat Anda dengar berkat video berikutnya.
Tetapi bukannya tanpa alasan saya menggunakan kata "ekspansi" alih-alih "ledakan", menggambarkan fenomena ini. Ledakan adalah apa yang terjadi pada satu titik di ruang angkasa, dari mana fragmen terbang. Supernova adalah ledakan; semburan sinar gamma adalah ledakan; ledakan bom adalah ledakan; operasi sebuah granat adalah sebuah ledakan.
Pandangan artis tentang ledakan supernova 1993J di galaksi M81Tapi Big Bang bukan ledakan [dalam bahasa Inggris, Big Bang, Big Bang, secara harfiah berarti "Kapas Besar" - kira-kira. diterjemahkan.]. Berbicara tentang "Big Bang Besar", ada dalam pikiran kita saat pertama di mana Semesta dapat digambarkan sebagai keadaan yang mengandung partikel, antipartikel, dan radiasi. Sejak saat itu, Semesta mulai mengembang dan mendingin sesuai dengan hukum Teori Relativitas Umum, dan kami menyusuri jalan penghancuran antimateri, pembentukan inti atom dan atom netral, dan sebagai akibat dari bintang, galaksi, dan struktur skala besar yang terlihat saat ini. Kunci dari pertanyaan pertama adalah untuk memahami dengan tepat apa yang dilakukan Alam Semesta pada saat ini: pada saat itu kita dapat menggambarkan untuk pertama kalinya, mengandalkan platform Big Bang yang panas ini.
Sejauh yang kami tahu, tidak ada titik awal yang spesial. Tidak ada "sumber" dari mana alam semesta dimulai. Semua bukti berbicara tentang berlawanan dengan intuisi, tetapi dari kesimpulan yang tidak kalah benarnya: Big Bang terjadi di mana-mana secara bersamaan. Ada banyak bukti untuk ini, dan Semesta sendiri memberikannya kepada kita. Alam semesta, dilihat dari struktur berskala besar, gugusan galaksi, penampakan sisa-sisa Ledakan Dahsyat, kepadatan rata-rata kosmos yang lebih besar dari beberapa ratus juta tahun cahaya, dll., Memberi kita dua fakta penting yang dapat diamati. Sifat-sifatnya sama di mana-mana, dan terlihat sama di semua arah. Secara fisik, Semesta homogen dan isotropik.
Karakteristik Semesta seperti itu tidak dapat diperoleh dengan bantuan ledakan - dan itulah intinya. Dalam sebuah ledakan, fragmen bergerak tercepat ternyata yang paling jauh, tetapi juga yang paling tersebar di ruang angkasa. Semakin jauh jaraknya, semakin sedikit seharusnya ada galaksi per satuan volume - tetapi di Semesta ini tidak begitu. Jika terjadi ledakan, seseorang dapat secara eksplisit menunjukkan titik awalnya. Alam semesta bekerja sehingga titik ini hanya beberapa juta tahun cahaya dari Bima Sakti, di perbatasan kelompok lokal. Secara statistik, peluang memiliki poin seperti itu, mengingat keberadaan lebih dari 170 miliar galaksi di Semesta, 100 kali lebih buruk daripada memenangkan lotere Powerball atau Mega Millions.
Fakta bahwa Semesta itu homogen dan isotropis menunjukkan bahwa Dentuman Besar terjadi pada satu saat, sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, dan di semua tempat sama. Tapi kita tidak bisa melihatnya di semua tempat. Kami hanya melihatnya di tempat kami berada. Ulasan kami terbatas. Oleh karena itu, Anda dapat sering melihat ilustrasi serupa: bagaimana Semesta kita dilihat dari sudut pandang kita, bersama kita di tengah.
Pandangan seniman tentang Alam Semesta yang dapat diamati pada skala logaritmikTetapi ini tidak berarti bahwa alam semesta adalah bola! Kita, pada kenyataannya, dapat mengukur bentuk alam semesta, dan memaksakan beberapa batasan padanya. Jika Anda pergi ke luar dan mengirim dua teman Anda dalam dua arah yang berbeda sehingga Anda dapat saling melihat, Anda bertiga akan membentuk segitiga. Anda masing-masing akan dapat mengukur sudut yang tampak di antara dua lainnya. Setelah itu, Anda dapat menambahkan sudut-sudut ini dan Anda mendapatkan 180º - ini adalah jumlah dari sudut segitiga.
Segitiga apa pun dalam ruang datar.
Tapi ruang tidak harus rata! Mungkin memiliki kelengkungan negatif, seperti permukaan pelana, ketika jumlah sudut kurang dari 180º. Itu bisa melengkung positif, seperti permukaan bola, ketika jumlah sudut lebih besar dari 180º. Jika Anda berdiri di garis katulistiwa di Amerika Selatan, salah satu teman Anda berdiri di garis katulistiwa di Afrika, dan yang kedua di Kutub Utara, Anda akan menemukan bahwa perbedaan sudut akan besar. Jumlah sudut lebih dekat ke 270º daripada 180º. Kami tidak memiliki teman di luar angkasa, tetapi kami memiliki sesuatu yang lebih buruk: fluktuasi radiasi latar. Tergantung pada kelengkungan ruang, mereka harus terlihat sangat berbeda.
Kami melakukan pengamatan dan menemukan sesuatu yang mengejutkan: Semesta, sejauh yang kami bisa menilai, datar. Sangat, sangat datar. Data terbaru dari eksperimen Planck dan Sloan Digital Sky Survey menunjukkan bahwa jika Semesta melengkung baik secara positif atau negatif, maka itu terlihat pada skala setidaknya 400 lebih besar dari bagian Semesta yang kami amati. Dan kita dapat melihat bagiannya dengan diameter 92 miliar tahun cahaya.
Jadi, Big Bang terjadi di mana-mana secara bersamaan, 13,8 miliar tahun yang lalu, dan alam semesta kita datar secara spasial menurut ukuran terbaik kita. Ledakan besar tidak terjadi pada titik mana pun, dan kita dapat menilai ini dengan isotropi ekstrem dan homogenitas alam semesta. Properti ini sangat akurat sehingga ketika kita menemukan heterogenitas dengan penyimpangan 0,01% dari rata-rata, kita sudah percaya bahwa ada sesuatu yang salah. Jadi, jika Anda mengklaim bahwa Big Bang terjadi tepat di tempat Anda berada, dan Anda berdiri tepat di tengah-tengah semua yang terjadi, tidak ada yang akan keberatan dengan Anda. Semua yang ada di seluruh alam semesta dapat mengatakan hal yang sama tentang dirinya sendiri.