10⁻⁴³ detik Belum diketahui
Era Planck
Semua gaya mungkin masih menyatu. Fisika yang kita punya belum bisa menjelaskan saat ini; dibutuhkan teori gravitasi kuantum yang belum ditemukan.
Suhu ± 10³² K
Ambang 1 · 13,8 miliar tahun lalu
Big Bang
Inti hidrogen di dalam tubuhmu terbentuk kurang dari satu detik setelah alam semesta bermula. Usianya hampir 13,8 miliar tahun, tiga kali lebih tua dari Bumi.
● Draf: menunggu tinjauan ilmiah
Lupakan gambaran ledakan
Big Bang bukan ledakan di satu titik.
Bayangkan adonan roti kismis yang mengembang di oven. Setiap kismis menjauh dari kismis lainnya, dan tidak ada kismis yang menjadi "pusat". Begitulah ruang itu sendiri mengembang. Big Bang terjadi di mana-mana sekaligus, termasuk di tempat yang kini menjadi kamarmu.
Mengembang ke dalam apa?
Bukan ke dalam apa pun. Ruang tidak mengembang ke dalam sesuatu; jarak antar-galaksi yang bertambah. Pertanyaan ini terasa aneh karena otak kita terbiasa dengan benda di dalam ruang, bukan ruang itu sendiri.
Lebih luas dari 13,8 miliar tahun cahaya
Karena ruang terus mengembang selama cahaya dalam perjalanan, tepi alam semesta yang bisa kita amati kini berjarak sekitar 46 miliar tahun cahaya. Di luar itu masih ada lagi, kita hanya belum bisa melihatnya.
Memperdalam
Menit-menit pertama alam semesta
Hampir semua bahan penyusun dunia lahir dalam waktu lebih singkat dari satu jam pelajaran.
Skala logaritmik: setiap langkah ke kanan berarti waktu sepuluh kali lebih lama.
± 10⁻³⁶ s.d. 10⁻³² detik Hipotesis
Inflasi kosmik
Ruang mengembang sangat cepat, setidaknya 10²⁶ kali dalam sekejap. Gagasan ini menjelaskan banyak pengamatan, tetapi belum terbukti langsung.
Suhu sangat tinggi, angkanya belum pasti
10⁻¹² detik Bukti kuat
Gaya-gaya berpisah
Gaya elektromagnetik dan gaya nuklir lemah menjadi dua gaya yang berbeda. Energi setinggi ini sudah bisa dicapai di akselerator partikel seperti LHC.
Suhu ± 10¹⁵ K
± sepersejuta detik Bukti kuat
Proton & neutron lahir
Sup quark dan gluon mendingin, lalu quark bergabung menjadi proton dan neutron. Inti hidrogen di tubuhmu berasal dari sini.
Suhu ± 10¹² K
1 detik Bukti kuat
Neutrino lepas
Alam semesta cukup renggang sehingga neutrino terbang bebas. Neutrino purba ini masih memenuhi ruang hingga sekarang.
Suhu ± 10¹⁰ K
± 3 s.d. 20 menit Bukti kuat
Dapur inti atom
Proton dan neutron menyatu menjadi inti helium dan sedikit litium. Hasilnya, sekitar 75% hidrogen dan 25% helium (menurut massa), cocok dengan yang kita ukur hari ini.
Suhu ± 10⁹ K
± 380.000 tahun Bukti kuat
Cahaya pertama dilepas
Elektron akhirnya tertangkap inti dan membentuk atom netral. Untuk pertama kalinya cahaya bisa melintas bebas. Cahaya inilah yang kini kita tangkap sebagai radiasi latar kosmik.
Suhu ± 3.000 K
380.000 s.d. ± 100 juta tahun Bukti kuat
Abad Kegelapan
Tidak ada bintang. Hanya gas hidrogen dan helium yang perlahan menggumpal oleh gravitasi, menunggu menyala.
Suhu puluhan K
13,8 miliar tahun Bukti kuat
Hari ini
Cahaya sisa Big Bang telah mendingin menjadi gelombang mikro bersuhu 2,7 derajat di atas nol mutlak, dan kamu sedang membaca tentangnya.
Suhu 2,7 K
Bukti kuat Hipotesis terkuat Belum diketahui
Bagaimana kita tahu?
Tiga petunjuk yang saling menguatkan
Tidak ada yang menyaksikan Big Bang. Tetapi alam semesta meninggalkan jejak, dan jejak-jejak itu bisa diukur.
1
Galaksi-galaksi menjauh
Pada 1927 Georges Lemaître, fisikawan sekaligus pastor Belgia, menghitung bahwa alam semesta mengembang. Dua tahun kemudian Edwin Hubble menunjukkan galaksi yang lebih jauh menjauh lebih cepat. Putar balik film itu, dan semuanya kembali ke satu keadaan yang sangat padat.
2
Cahaya sisa di seluruh langit
Pada 1965 Arno Penzias dan Robert Wilson terganggu oleh desis misterius di antena mereka. Mereka sempat membersihkan kotoran burung merpati dari antena, tetapi desisnya tetap ada dari segala arah. Itulah radiasi latar kosmik, cahaya dari 380.000 tahun setelah Big Bang.
3
Resep hidrogen dan helium
Teori Big Bang meramalkan berapa banyak hidrogen, helium, dan litium yang terbentuk di menit-menit pertama. Ketika astronom mengukur gas tertua di alam semesta, angkanya cocok, sekitar 3 banding 1 antara hidrogen dan helium.
Alam semesta terbuat dari apa?
Semua yang pernah kamu lihat hanya 5%.
- ± 5% Materi biasa
- ± 27% Materi gelap
- ± 68% Energi gelap
Bintang, planet, gunung, laut, dan tubuhmu tersusun dari materi biasa. Materi gelap tidak memancarkan cahaya, tetapi gravitasinya terdeteksi dari cara galaksi berputar. Energi gelap membuat pengembangan alam semesta makin cepat. Keduanya belum diketahui wujudnya.
Batas pengetahuan
Yang belum kita ketahui
Sains bukan kumpulan jawaban yang sudah selesai. Inilah pertanyaan yang masih dikejar para ilmuwan, mungkin juga olehmu kelak.
- Apa yang terjadi "sebelum" Big Bang?
- Mungkin pertanyaannya tidak bermakna jika waktu juga bermula di sana. Mungkin juga ada sesuatu sebelumnya. Belum ada yang tahu.
- Apakah inflasi benar-benar terjadi?
- Para ilmuwan mencari jejaknya berupa pola gelombang gravitasi purba di radiasi latar kosmik. Sejauh ini belum ditemukan.
- Materi gelap dan energi gelap itu apa?
- Sekitar 95% alam semesta masih misteri. Pengamatan terbaru bahkan memberi petunjuk awal bahwa energi gelap mungkin berubah seiring waktu.
- Seberapa cepat alam semesta mengembang?
- Dua cara pengukuran memberi hasil berbeda (± 67 vs ± 73 km/s per megaparsek). Perbedaan yang disebut "ketegangan Hubble" ini belum terpecahkan.
Dari Indonesia
Big Bang lebih dekat dari yang kamu kira
Semut di TV tabung
Ingat layar "semut" di TV analog lama? Sebagian kecil dari bintik-bintik itu adalah radiasi latar kosmik yang tertangkap antena, cahaya sisa Big Bang yang mampir ke ruang tamu.
Observatorium Bosscha
Mulai dibangun pada 1923 di Lembang, Jawa Barat, Bosscha adalah observatorium modern tertua di Indonesia dan tempat banyak astronom Indonesia belajar mengamati langit.
Langit gelap Timau
Di Gunung Timau, Nusa Tenggara Timur, Indonesia membangun observatorium nasional dengan teleskop berdiameter 3,8 meter, memanfaatkan langit yang jauh dari polusi cahaya.
Ambang 1 dalam satu layar
Apa yang muncul
Ruang, waktu, energi, dan materi. Lalu hidrogen dan helium, bahan baku segala sesuatu.
Kondisi Goldilocks
Kita belum tahu kondisi apa yang memungkinkan Big Bang. Ini salah satu pertanyaan terbuka terbesar dalam sains.
Mengapa penting bagimu
Tanpa ambang ini tidak ada bintang, planet, ataupun kamu. Semua kisah berikutnya dibangun dari bahan yang lahir di sini.
Uji dirimu
Empat pertanyaan, tanpa nilai
-
Di mana Big Bang terjadi?
Big Bang bukan ledakan di satu titik. Seluruh ruang mengembang bersama-sama, jadi tidak ada pusatnya.
-
Cahaya tertua yang bisa kita lihat berasal dari kapan?
Sebelum itu, alam semesta terlalu padat dan panas sehingga cahaya terus terhambur. Cahaya baru bebas setelah atom netral terbentuk.
-
Unsur apa yang paling banyak dihasilkan Big Bang?
Sekitar tiga perempat massanya hidrogen, sisanya hampir semua helium. Karbon dan besi baru dibuat kemudian oleh bintang (Ambang 3).
-
Berapa bagian isi alam semesta yang berupa materi biasa, yaitu atom seperti yang menyusun tubuhmu?
Hanya sekitar 5%. Sisanya materi gelap (± 27%) dan energi gelap (± 68%), dan kita belum tahu keduanya terbuat dari apa.
Setiap kali kamu menatap langit malam, kamu sedang melihat ke masa lalu, dan di baliknya, cahaya dari awal waktu masih tiba.
Ambang berikutnya 2. Bintang Menyala → Selama ratusan juta tahun, alam semesta gelap gulita. Lalu gravitasi menyalakan lampu pertama.Sumber
Halaman ini adalah draf dan sedang menunggu tinjauan ilmiah. Menemukan kesalahan? Kabari kami lewat komunitas.
- Planck Collaboration (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics 641, A6.
Usia 13,787 ± 0,020 miliar tahun; komposisi materi biasa, materi gelap, energi gelap. - Penzias, A. A. & Wilson, R. W. (1965). A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s. Astrophysical Journal 142, 419.
Penemuan radiasi latar kosmik. - Fixsen, D. J. (2009). The Temperature of the Cosmic Microwave Background. Astrophysical Journal 707, 916.
Suhu CMB 2,72548 K. - Lemaître, G. (1927). Annales de la Société Scientifique de Bruxelles 47, 49; Hubble, E. (1929). PNAS 15, 168.
Alam semesta mengembang; kini disebut hukum Hubble–Lemaître (IAU, 2018). - Particle Data Group (2024). Review of Particle Physics: Big-Bang Nucleosynthesis; Big-Bang Cosmology.
Nukleosintesis, linimasa suhu alam semesta awal. - Riess, A. G. et al. (2022). A Comprehensive Measurement of the Local Value of the Hubble Constant. Astrophysical Journal Letters 934, L7.
Ketegangan Hubble. - Carniani, S. et al. (2024). Spectroscopic confirmation of two luminous galaxies at a redshift of 14. Nature 633, 318.
Galaksi teramati saat alam semesta berusia ± 300 juta tahun. - OER Project. Big History Project, Unit 1–2.
Kerangka ambang & kondisi Goldilocks. - Sagan, C. (1980). Cosmos. Random House.
Kutipan.
Komunitas
Rasa ingin tahu itu menular.
Gabung dengan anak muda lain yang suka bertanya "kok bisa?". Dapat kabar materi baru, diskusi, dan tantangan mingguan.
Channel Telegram segera hadir