2. Sejarah alam semesta : Perspektif Sains

Alam semesta ditinjau dari perspektif sains dan Al-quran cukup menarik untuk ditelaah. Tulisan ini terdiri dari 5 rangkaian tulisan yang saling berhubungan dan sinambung, yaitu :
(1) pengantar.
(2) sejarah alam semesta menurut perspektif sains (bagian ini sedang anda buka sekarang)
(3) masa depan alam semesta menurut perspektif sains,
(4) sejarah alam semesta dalam perspektif Al-quran dan
(5) masa depan alam semesta menurut perspektif Al-quran.

Sains abad 20 menyimpulkan bahwa alam semesta dimulai dari suatu ledakan besar dan mengembang. Saintis menyebut ledakan ini sebagai bigbang dan pengembangan alam semesta sebagai expansion of the universe. Asal mula alam semesta dijelaskan secara sederhana dan menarik pada video presentasi Stephen Hawking.

2.1 Ledakan besar (Bigbang).

Pada dasarnya teori ini diturunkan dari perhitungan rumit khususnya perhitungan matematika dan fisika tingkat tinggi dan pengamatan gerak bintang berbilang puluhan tahun. Boleh dibilang teori bigbang adalah penemuan sains terbesar abab 20.

Saat ini, hampir semua saintis yakin alam semesta dimulai dari suatu ledakan besar (disebut big bang) temperatur tinggi.

Film simulasi ledakan pada t = 10^-43 detik

Mengagumkan sekali, para ahli teori telah menyimpulkan keadaan alam semesta pada 10^-43 detik (satu per 10 pangkat minus 43) setelah bigbang. Sebelum waktu ini, semua gaya-gaya fundamental –grafitasi, elektromagnetik, dan gaya kuat/lemah nuklir – menyatu, tapi ahli fisika belum mengembangkan suatu teori yang dapat menjelaskan kondisi pada 0 – 10^-43 detik. Selama detik pertama alam semesta, proton-proton, neutron-neutron dan elektron-elektron – berbentuk blok-blok atom – terbentuk saat photon-photon bertabrakan dan mengubah enersi menjadi masa, dan ketiga gaya terbagi menjadi masing-masing identity. Temperatur alam semesta menjadi dingin pada saat itu, mulai dari 10³² (10 pangkat 32) derajat menjadi 10 milyar derajat. Setelah 3 menit terjadi big bang temperatur turun sebesar 1 milyar derajat, proton dan neutron bergabung menjadi inti beberapa elemen berat, dan paling mungkin adalah helium (Helium adalah unsur utama pembentukan bintang-bintang - sampai sekarang).

Tiga alasan penting mempercayai teori big bang. Pertama alam semesta berkembang. Kedua diprediksi 25% dari total masa alam semesta berupa helium yang terbentuk pada beberapa menit pertama, sejumlah pengamatan mendukung argumen ini. Akhirnya sekarang diyakini kondisi saat ini sebagai radiasi latar belakang cosmik.

Teori big bang memprediki adanya bekas radiasi (remnant radiation), yang saat ini diperkirakan bertemperatur 3 derajat di atas nol absolut, sebelumnya dengan sangat baik radio-radio astronomi telah membuktikan hal itu.

Suatu ledakan telah mengawali alam semesta kita, tanda-tanda big bang pertama kali dapat diuji dengan teori fisika mutakhir.

2.1 Alam semesta mengembang (expansion of the universe).

Alam semesta mengembang pertama kali diketahui dan dilaporkan oleh astronom Amerika Edwin Hubble (1889 - 1953) berdasarkan pengamatannya pada bintang kembar cygni 61, melalui teleskop di bumi. Edwin Hubble menemukan 2 bintang kembar cygni 61 tersebut bergeser saling menjauh, penemuannya ini dipublikasikannya pada tahun 1929. Bintang kembar cygni 61 berada di konstelasi sygnus, berjarak 11,4 tahun cahaya dari matahari kita (1 tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam 1 tahun = 9460730472580,8 kilometer). Gambar di bawah ini memperlihatkan 2 photo bintang kembar cygni 61 berselang 32 tahun pengamatan.

Pergeseran bintang kembar cygni 61 ini terlihat juga pada 2 photo bintang kembar cygni yang diamati pada tahun 2000 dan 2005.

Peristiwa seketika saat big bang dimulai, saat ruang dan waktu tercipta dan semua materi dalam cosmos mulai mengembang. Anda bisa membayangkan pengembangan alam semesta ini seperti balon yang ditiup.

Film simulasi ekspansi alam semesta (balon).

Selanjutnya belum terbentuk ruang sampai setidaknya 300 ribu tahun setelah big bang, ketika alam semesta mendingin hingga 3 ribu derajat. Pada temperatur ini, elektron-elektron berkombinasi dengan inti atom membentuk atom-atom netral.

Dengan tidak adanya elektron-elektron bebas yang tertinggal mengakibatkan terjadi hamburan photon-photon cahaya, alam semesta berubah menjadi transparan karena radiasi (cahaya yang kita lihat sekarang sebenarnya adalah radiasi latar belakang cosmik).

Bintang-bintang dan galaksi-galaksi mulai terbentuk sekitar 1 milyar tahun setelah big bang, dan kemudian, sederhananya alam semesta terus berkembang membesar dan mendingain, penciptaan kondisi kondusif untuk kehidupan.

Usia alam semesta dari mulai 180 milyart tahun hingga terakhir diperbaharui menjadi 13.7 milyard tahun (http://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe).