Ada beberapa pertanyaan yang membuat kita tetap terjaga di malam hari, dan itu terkait dengan nasib akhir seluruh alam semesta. Bintang-bintang menyala, mereka diganti dengan yang baru, mereka juga terbakar, dan semuanya berulang sampai alam semesta kehabisan bahan bakar. Galaksi akan menggabungkan dan mengeluarkan materi, dan ruang antara kelompok dan gugus galaksi akan berkembang selamanya. Energi gelap menyebabkan ekspansi ini tidak hanya tak terhindarkan, tetapi juga semakin cepat. Tapi apakah ini akan menjadi akhirnya? Mungkinkah "celah besar" ini (ketika semuanya berakhir pada jarak yang sangat jauh satu sama lain) mengarah ke "ledakan besar" baru? Ketika alam semesta mengembang cukup cepat untuk memecah atom dan memisahkan quark dari mereka … Akankah sup quark-gluon terbentuk?
Yang dipertaruhkan adalah nasib alam semesta, apa pun yang dikatakan orang.
Apa yang tersisa untuk alam semesta pada akhirnya?
Jika Anda melihat galaksi jauh dan acak di alam semesta, kemungkinan besar Anda akan melihat bahwa cahayanya lebih merah daripada bintang-bintang yang bersinar di galaksi kita. Pada 1920-an, para ilmuwan menemukan bahwa pola ini bertahan secara keseluruhan: semakin jauh galaksi dari Anda, semakin merah cahayanya. Dalam konteks relativitas umum, dengan cepat menjadi jelas bahwa hal ini disebabkan oleh perluasan struktur ruang itu sendiri dari waktu ke waktu.
Langkah selanjutnya adalah menghitung seberapa cepat alam semesta mengembang dan bagaimana laju itu berubah seiring waktu. Alasan mengapa ini penting, dari sudut pandang teoretis, adalah bahwa sejarah perluasan alam semesta menentukan apa yang ada di dalamnya. Jika Anda ingin tahu terbuat dari apa alam semesta Anda, pada skala terbesarnya, mengukur bagaimana alam semesta mengembang selama waktu kosmik akan membantu Anda.
Jika alam semesta Anda dipenuhi dengan materi, Anda akan memperkirakan laju perluasannya menurun sebanding dengan banyaknya materi yang terdilusi. Jika diisi dengan radiasi, laju ekspansi akan turun lebih banyak lagi, karena radiasi itu sendiri bergeser merah dan kehilangan energi tambahan. Alam semesta dengan kelengkungan spasial, string kosmik, atau energi yang melekat pada ruang itu sendiri, akan tetap berkembang dengan cara yang berbeda, bergantung pada rasio semua komponen energi.
Video promosi:
Berdasarkan rangkaian pengukuran lengkap yang dapat kami lakukan, termasuk bintang variabel, galaksi dari berbagai jenis dan properti, dan supernova Tipe Ia, serta latar belakang gelombang mikro kosmik dan pengelompokan dan korelasi galaksi, kami dapat menunjukkan dengan tepat dari apa alam semesta terbuat. Secara khusus, ini terdiri dari:
- 68% dari energi gelap;
- 27% materi gelap;
- 4,9% dari materi biasa;
- 0,09% neutrino;
- 0,01% radiasi.
Plus atau minus penyesuaian beberapa persepuluh persen dalam setiap kasus.
Alam Semesta kita, yang didominasi oleh energi gelap, sangat menarik karena komponen ini tidak ada di alam semesta, apalagi dominasinya. Namun, kita berada di sini, 13,8 miliar tahun setelah Big Bang, hidup di alam semesta di mana energi gelap mendorong perluasan alam semesta.
Ada begitu banyak pertanyaan seputar energi gelap. Apa sifatnya? Dari mana asalnya Apakah itu konstan atau berubah seiring waktu? Tidak ada jawaban pasti, tetapi semua indikasi menunjukkan bahwa energi gelap adalah konstanta kosmologis. Dengan kata lain, ia berperilaku seperti bentuk energi baru yang melekat dalam ruang itu sendiri. Saat alam semesta mengembang, ia menciptakan ruang baru yang berisi jumlah energi gelap yang seragam.
Bagaimanapun, ini adalah pemandangan terbaik kami sejauh ini. Dari sudut pandang teoritis, ada beberapa cara yang diketahui untuk menciptakan konstanta kosmologis, dan oleh karena itu penjelasan ini - selama datanya setuju dengannya - akan tetap menjadi yang disukai. Tetapi tidak ada alasan mengapa energi gelap tidak bisa lebih kompleks.
Ini bisa menjadi sesuatu yang terkikis seiring waktu, menjadi semakin tidak padat, meskipun sedikit. Ini bisa menjadi sesuatu yang mengubah tanda di masa depan yang jauh dan mengarah pada penciptaan kembali Alam Semesta dalam Tekanan Besar. Itu juga bisa menjadi sesuatu yang menjadi lebih kuat dari waktu ke waktu, mempercepat dan memperluas alam semesta dari waktu ke waktu. Variasi inilah yang mengarah ke skenario Big Rip.
Ketika kita berbicara tentang komponen energi apa pun di Semesta, kita berbicara tentang persamaan keadaannya, yang menjelaskan bagaimana ia berevolusi dari waktu ke waktu di Semesta. Ahli astrofisika menggunakan parameter w untuk ini, di mana w = 0 sesuai dengan materi, w = 1/3 sesuai dengan radiasi, w = -1 sesuai dengan konstanta kosmologis.
Energi gelap tampaknya memiliki w = -1, tetapi ini tidak akurat. Misalnya, karya baru dari kolaborasi Subaru Hyper Suprime-Cam telah menambahkan batasan baru pada persamaan keadaan energi gelap. Sementara dark energy cocok dengan w = -1 cukup meyakinkan, ada juga spekulasi bahwa itu bisa lebih negatif. Jika benar - jika ternyata w <-1 dan tidak sama dengan -1 - maka Big Rip tidak bisa dihindari.
Jika Big Rip akan segera terjadi, tidak hanya Alam Semesta yang mengembang, tetapi juga objek-objek yang jauh akan berakselerasi dari kita lebih cepat dan lebih cepat dari waktu ke waktu (karena energi gelap). Tetapi benda-benda yang diikat oleh suatu gaya fundamental pada akhirnya akan terkoyak oleh meningkatnya gaya energi gelap.
Miliaran tahun ke depan, kelompok lokal kita akan melihat bagaimana bintang-bintang di pinggiran akan terlempar ke luar angkasa, karena mereka akan terlepas secara gravitasi dari galaksi jauh kita di masa depan: Milkomed. Seiring berjalannya waktu, semakin banyak bintang yang akan terlempar ke luar sampai struktur yang kita kenal sebagai galaksi runtuh dan menjadi kumpulan miliaran bintang dan bangkai bintang yang tidak terkait.
Seiring waktu, planet-planet akan terlempar dari tata surya mereka karena energi gelap akan meningkat dan bahkan planet itu sendiri akan terkoyak. Pada saat-saat terakhir, benda-benda yang dipegang oleh gaya atom dan molekul akan terkoyak, elektron akan terlepas dari atomnya, inti atom akan hancur, dan bahkan quark sendiri akan terpisah. Dan kemudian mereka akan meledak.
Apakah kita menunggu Big Bang baru?
Jika Big Rip adalah model yang tepat untuk perkembangan Alam Semesta, segala sesuatu di Alam Semesta akan direduksi menjadi komponen yang paling mendasar, dalam beberapa hal sangat sesuai dengan tahap pertama Big Bang.
Namun, plasma quark-gluon ini akan berbeda dari apa yang terjadi selama Big Bang. Pertama, Big Bang itu panas dan padat, dan Big Rip akan menjadi sangat dingin dan menyebar. Kedua, Big Bang dicirikan oleh fakta bahwa semua materi dan energi di alam semesta dikompresi menjadi ruang bervolume kecil, tetapi dalam Big Bang mereka akan tersebar selama triliunan tahun cahaya. Selain itu, Big Bang merepresentasikan keadaan dengan entropi yang relatif rendah, tetapi dalam Big Bang entropi akan menjadi 10 (pangkat 35) kali lebih banyak daripada di Big Bang.
Tapi masih ada harapan.
Mungkin energi gelap yang akan menyebabkan Big Rip dapat memulai kembali alam semesta. Jika kekuatan energi gelap meningkat, energi gelap ini melekat pada struktur ruang itu sendiri, yang berarti dapat sepenuhnya dianalogikan dengan periode awal dalam sejarah alam semesta kita, ketika ruang angkasa berkembang dengan kecepatan yang luar biasa: inflasi kosmik. Inflasi menghilangkan semua materi dan energi yang sudah ada sebelumnya di alam semesta, hanya menyisakan struktur ruang. Setelah periode inflasi, energi entah bagaimana diubah menjadi partikel, antipartikel, dan radiasi, yang mengarah ke Big Bang. Skenario ini telah dipertimbangkan sebelumnya dan dikenal sebagai alam semesta yang diremajakan.
Jika Big Rip adalah skenario sebenarnya dari akhir Semesta, itu hanya akan menghancurkan semua materi dan Semesta akan menjadi sangat kosong, tetapi dengan sejumlah besar energi yang melekat di ruang angkasa itu sendiri. Jika energinya sangat besar, mungkin saja struktur ruang itu sendiri akan meledak - tetapi ini adalah skenario yang sama sekali berbeda.
Ilya Khel
