Apa Bentuk Alam Semesta Itu?

Apa Bentuk Alam Semesta Itu?

Teleskop Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) astrophysicists memberi pandangan baru alam semesta dan yang cukup akurat juga. Teleskop turun di New Mexico memetakan galaksi 1,2 juta di alam semesta, merencanakan lokasi mereka dengan akurasi dari satu persen. Peta ini mewakili sepotong kecil alam semesta dan masih mampu untuk memberitahu kita tentang bagaimana fungsinya dalam skala besar. Dengan pengukuran yang akurat ini, ahli kosmologi mampu menentukan alam semesta “sangat datar” dan tak terbatas, memperluas seluruh ruang dan waktu.

Apa Arti dari Alam Semesta?

Ketika para ilmuwan mengatakan alam semesta datar, mereka berbicara dalam istilah geometris. Ini membuat Anda kembali ke matematika, ketika Anda belajar tentang baris paralel. Jadi, mari kita ke skala bagaimana ahli kosmologi mengesampingkan bahwa semesta itu bulat, dengan bertanya bagaimana mengetahui bahwa bumi tidak datar? Salah satu cara dalam menggambar dua baris dari khatulistiwa, akan langsung ke Utara. Garis-garis ini mungkin memulai paralel, tetapi akhirnya mereka akan berpotongan. Jarak antara mereka tidak tetap konstan.

Tiga diagram geometri alam semesta: tertutup, terbuka dan datar dari atas ke bawah. Alam semesta tertutup adalah ukuran yang terbatas dan karena kelengkungan, perjalanan yang cukup jauh dalam satu arah akan mengarah kembali ke titik awal. Semesta terbuka dan datar tak terbatas serta bepergian ke arah konstan tidak akan pernah mengarah ke titik yang sama.

Dengan menggunakan ini sebagai dasar untuk pengetahuan kita, kita juga harus mengamati beberapa dari galaksi untuk 1,2 juta ini dinyatakan berperilaku ringan. Ilmuwan mencatat cahaya dari galaksi-galaksi dari alam semesta terpantau tetap sejajar satu sama lain; dua baris akan tetap sejajar selamanya. “Salah satu alasan mengapa kita peduli adalah bahwa alam semesta datar memiliki implikasi untuk Apakah alam semesta terbatas, kata David Schlegel, seorang anggota Divisi fisika US Department of Energy Lawrence Berkeley National Laboratory yang menyatakan mungkin alam semesta meluas selamanya dalam ruang dan akan pergi selamanya dalam waktu. Hasil konsisten kami dengan alam semesta yang terbatas.

Geometri, Topologi dan Big Bang

Geometris, alam semesta datar. Baris paralel tetap paralel, tetapi tidak memberitahu kita tentang topologi alam semesta. Para ilmuwan percaya alam semesta bisa memiliki satu dari 18 bentuk yang berbeda. Hal ini bisa menjadi strip Mobius untuk semua yang kita ketahui, bentuk dimana ruang membungkuk dan mendistorsi, tapi garis tetap paralel, akhirnya menghubungkan satu ujung ruang ke tempat yang lain. Yang mengatakan, Anda bisa mulai dari satu titik dalam alam semesta dan berkendara dalam garis lurus, yang akan berakhir kembali di mana Anda berasal. Tapi kita belum bisa menentukan bentuk alam semesta yang telah diambil karena pandangan kita yang kecil.

Rinci gambaran langit alam semesta dengan lengkap yang diciptakan melalui data WMAP dari sembilan tahun. Yang menunjukkan flutuasi suhu 13.77 miliar tahun (ditampilkan sebagai perbedaan warna) yang sesuai dengan benih yang tumbuh menjadi galaksi.

Berpikir tentang bentuk alam semesta itu sendiri agak masuk akal. Ketika Anda mempertimbangkan bentuk apa pun, Anda melihatnya dari luar, namun bagaimana bisa Anda melihat alam semesta dari luar? Ketika mendiskusikan hal ini, para astronom umumnya mendekati dua konsep yaitu:

  • Geometri Lokal. Ini menyangkut geometri alam semesta terpantau, dengan kelengkungan yang.
  • Geometri Global. Ini menyangkut topologi, segala sesuatu yang bertentangan dengan yang dapat kita amati.

Jika kita dapat mengamati seluruh alam semesta dan kita tidak terbatas entah bagaimana geometri atau karakteristik lain, maka keduanya bertepatan. Tapi ada kemungkinan bahwa keduanya tidak bertepatan, melalui pengamatan entah bagaimana itu dibatasi oleh karakteristik intrinsik alam semesta, kita tidak bisa benar-benar tahu, setidaknya tidak sekarang. Kebanyakan orang berharap alam semesta secara keseluruhan menjadi bulat simetris, bulat berbentuk seperti bola bumi. Berbicara tentang bumi, mari kita pertimbangkan untuk sementara waktu.

Kita tahu bumi tidak datar, tetapi apa artinya? Geometris, itu berarti bahwa baris paralel pada permukaannya tidak benar-benar sejajar. Semua baris, bahkan mereka mulai paralel, akan berakhir menyatu di salah satu kutub dan jarak antara mereka tidak akan terus-menerus. Jadi rata alam semesta akan digambar akan tetap sejajar dan disinilah letak kuncinya. Secara umum dan untuk menyederhanakan hal ini, para ilmuwan mencatat bahwa cahaya dari beberapa galaksi tetap sejajar satu sama lain, melintasi jarak besar alam semesta. Teleskop Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOS) memberikan beberapa bukti yang sangat kuat bahwa alam semesta terpantau memang datar.

“Salah satu alasan mengapa kita peduli adalah bahwa alam semesta datar memiliki implikasi, untuk apakah alam semesta terbatas,” kata David Schlegel, seorang anggota Divisi fisika US Department of Energy Lawrence Berkeley National Laboratory.

Finite vs Infinite

Perdebatan tentang alam semesta yang melibatkan bentuknya itu tanpa batas. Alam semesta benar-benar besar, kita tahu itu, tetapi apakah itu benar-benar tak terbatas? Sejak zaman kuno, manusia telah bertanya pada diri sendiri. Pada abad ke-18, astronom Jerman Heinrich Wilhelm Olbers datang dengan sebuah paradoks: jika alam semesta tidak terbatas, maka langit tidak akan menjadi gelap. Mengapa? Karena kearah manapun anda akan melihat, akan ada ruang terbatas dan akhirnya, Anda akan menemui sebuah bintang yang akan mengirim cahaya. Langit malam tidak sepenuhnya bercahaya jadi voila.

Sayangnya, hal ini tidak sesederhana itu. Mungkin ada beberapa penjelasan untuk Olber’s paradoks dan tidak ada yang sederhana. Alam semesta berkembang dengan cepat, sehingga bintang merah bergeser jauh ke dalam dan berubah tidak jelas. Atau hanya cahaya dari bintang lainnya yang belum mencapai kita. Jadi kita cukup banyak tahu usia alam semesta, tapi bagaimana dengan ukuran? Anda bisa mengatakan “Mengapa kita tidak hanya melihat segala arah dan melihat seberapa besar itu? Diameter alam semesta yang diamati adalah 91 miliar tahun cahaya. Cahaya dari tepi alam semesta terpantau telah bepergian untuk jaraknya yang sangat dekat dengan usia alam semesta kali kecepatan cahaya.

13.8 milyaran tahun cahaya, tapi ini tidak mewakili jarak pada waktu tertentu karena tepi alam semesta terpantau dan sejak bumi bergerak semakin jauh. Karena kita tidak bisa mengamati ruang luar tepi alam semesta. Kita tidak tahu secara langsung apakah alam semesta itu inifinite atau tidak. Pengukuran modern, termasuk dari Cosmic Background Explorer (COBE), Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) dan Planck peta CMB, menyarankan bahwa alam semesta tak terbatas, tetapi ini masih debat yang berkelanjutan.

Tapi Bagaimana dengan Big Bang

Kebanyakan orang memiliki semacam ide atau gagasan dasar tentang apa yang terjadi selama Big Bang dan ini adalah di mana banyaknya kesalahpahaman berbohong. Karena itulah ketika ruang muncul, kebanyakan orang membayangkan berkembang ke segala arah secara bersama. Sebelum ledakan dahsyat, tidak ada ruang atau waktu. Jadi, tidak ada di “luar” Big Bang di mana alam semesta untuk memperluas. Alam semesta hanya diperluas dari volume yang sangat kecil ke volume yang besar dan ekspansi ini terjadi bahkan saat ini, tetapi tidak ada jaminan bahwa perluasan terjadi simetris, di segala penjuru.

Jadi mari kita kembali ke geometri lokal dan global. Mendeksi Observasi ilmiah adalah geometri lokal, alam semesta terpantau. Pengamatan kami, sebagai menyeluruh dan juga berpikir seperti mereka dan mungkin tidak dapat lengkap.

Bentuk Keseluruhan Alam Semesta

Jadi, pada akhirnya, tinggalkan sejenak alam semesta yang berpotensi datar, berpotensi tak terbatas, tapi apa bentuknya global? Sayangnya, kita benar-benar tidak tahu. Bahkan jika garis sejajar dan alam semesta terpantau datar, itu berarti bahwa tidak seluruh alam semesta datar. Hal ini dapat strip Mobius untuk kita semua tahu, bentuk dimana ruang membungkuk dan mendistorsi, tapi garis tetap sejajar, yang akhirnya menghubungkan satu ujung ruang ke tempat yang lain.

Pada akhir hari, ada tiga kemungkinan perbedaan, semua dengan implikasi mereka sendiri yang berbeda:

  • Alam semesta dengan kelengkungan nol. Alam semesta yang datar. Tidak selalu terbatas dan tidak selalu tampak seperti selembar kertas. Bisa juga memiliki bentuk seperti torus.
  • Alam semesta dengan kelengkungan positif. Seperti bentuk bola.
  • Alam semesta dengan kelengkungan negatif. Anda dapat berpikir itu secara lokal sebagai tiga dimensi bentuk pelana tak terhingga.

Kita tidak tahu mana yang benar. Yang kita tahu bahwa alam semesta terpantau datar dan itu merupakan sebuah temuan yang luar biasa.

Kesimpulannya yaitu bahwa bentuk alam semesta tidak bisa dipecahkan sampai sekarang.