Mencoba memahami apa sifat alam semesta, bagaimana asalnya dan apa yang menunggunya di masa depan, para ilmuwan terkadang membangun hipotesis dan model yang tidak biasa, seperti, misalnya, teori Big Bounce.
Apakah alam semesta dimulai dengan ledakan, atau dengan pantulan, atau dengan sesuatu yang lain? Pertanyaan tentang asal usul kita adalah salah satu masalah paling rumit dalam fisika, dengan hanya sedikit jawaban dan banyak spekulasi. Teori yang paling populer dan diterima secara umum saat ini adalah inflasi kosmik, yang menurutnya, dalam beberapa sepersekian detik pertama setelah Big Bang, semua ruang-waktu mengalami periode ekspansi yang luar biasa cepat. Namun, ada gagasan lain yang bersaing. Misalnya, menurut model siklus Alam Semesta, ruang-waktu kita didahului oleh yang lain, yang selamat dari periode Kompresi Besar dan kemudian meledak lagi - kita dapat mengamatinya hari ini. Selain itu, ada teori Big Bounce yang mengikuti pola siklus.
Model inflasi memiliki banyak penggemar, karena ekspansi cepat yang didalilkannya menjelaskan banyak sifat alam semesta - seperti mengapa ia tampak relatif datar (bukan melengkung ketika berbicara tentang skala besar) dan seragam di segala arah (di mana pun di ruang angkasa, di semua arah materi kira-kira sama). Kedua kondisi tersebut berkembang ketika area ruang yang saling berjauhan awalnya terletak sangat dekat. Namun, versi terbaru dari teori tersebut tampaknya menyarankan - atau bahkan permintaan - bahwa inflasi tidak hanya menciptakan alam semesta kita, tetapi juga lanskap alam semesta tanpa akhir, di mana semua kemungkinan jenis alam semesta dengan semua rangkaian hukum dan sifat fisik terbentuk. Beberapa ilmuwan menyukai asumsi ini,karena dapat menjelaskan keberadaan Alam Semesta kita dengan kondisi yang nampaknya acak, tetapi idealnya disetel untuk keberadaan kehidupan. Jika pada lanskap seperti itu ada semua jenis ruang yang bisa dibayangkan dan tak terbayangkan, maka tidak mengherankan bahwa kita ada di antara mereka. Pada saat yang sama, fisikawan lain menganggap gagasan multiverse menjijikkan, sebagian karena jika sebuah teori memprediksi terjadinya semua kemungkinan peristiwa, ia tidak akan memprediksi alam semesta kita secara unik.jika sebuah teori memprediksi terjadinya semua kemungkinan peristiwa, itu tidak akan secara unik memprediksi alam semesta kita.jika sebuah teori memprediksi terjadinya semua kemungkinan peristiwa, itu tidak akan secara unik memprediksi alam semesta kita.
Teori Big Rebound juga memprediksi ruang yang rata dan terisi secara merata karena efek perataan yang dapat terjadi saat berkontraksi. Namun, batu sandungan dari ide rebound telah lama dianggap sebagai transisi dari kontraksi ke ekspansi, yang membutuhkan ide yang dibenci tentang "singularitas" - waktu ketika alam semesta adalah titik dengan kepadatan tak terbatas - yang oleh banyak orang dianggap sebagai asumsi yang tidak berarti secara matematis, yang menunjukkan bahwa jalur teori turun rel. Baru-baru ini, fisikawan mulai mengklaim bahwa mereka telah menemukan persamaan pantulan yang tidak mengandung singularitas. Pada 2016, Neil Turok dan Steffen Giehlen menerbitkan perhitungan mereka di Physical Review Letters. Kemudian Turok mengomentari karya ini sebagai berikut:
“Kami menemukan bahwa kami dapat secara akurat menggambarkan evolusi kuantum alam semesta, dan kami menemukan bahwa alam semesta bertransisi mulus melalui singularitas ke sisi lain. Kami berharap untuk ini, tetapi kami belum pernah menerima hasil seperti itu sebelumnya."
Big Bounce Animation / Quanta Magazine.
Jadi, banyak yang menganggap 2016 sebagai kelahiran Rebound Besar, meskipun konsepnya sendiri kembali ke karya ilmuwan seperti, khususnya, Willem de Sitter dan Georgy Gamow. Terobosan dalam perkembangan teori ini disebabkan oleh dua teknik yang digunakan oleh Turok dan Ghilen. Yang pertama adalah menggunakan teori kosmologi kuantum yang masih belum lengkap - campuran mekanika kuantum dan Relativitas Umum - alih-alih mendeskripsikan alam semesta dengan Teori Umum klasik. Teknik kedua mengasumsikan bahwa ketika ruang masih sangat muda, materi berperilaku seperti cahaya - dalam arti bahwa hukum fisika yang menjelaskannya tidak bergantung pada skala. Misalnya, cahaya bertindak dengan cara yang sama terlepas dari panjang gelombangnya. Namun, fisika materi biasanya berbeda bergantung pada skala yang dimaksud. Menurut model modern,Selama sekitar 50 ribu tahun pertama, Semesta dipenuhi dengan radiasi, dan hanya ada sedikit materi biasa yang diamati di mana-mana di luar angkasa saat ini. Model terbaru dari Big Rebound Universe menunjukkan bahwa alam semesta tidak berskala pada tahap awal.
Turok dan Ghilen menemukan bahwa alam semesta yang menyusut dalam kondisi seperti itu tidak akan pernah menjadi singularitas yang sebenarnya. Faktanya, ia "menerobos" melalui titik ini, "melompat" dari keadaan sebelumnya ke keadaan setelahnya. Meskipun ini mungkin tampak seperti tipuan pada awalnya, ini adalah fenomena yang terbukti dalam mekanika kuantum (penerowongan kuantum). Karena partikel tidak ada dalam keadaan absolut, melainkan awan probabilitas, ada kemungkinan kecil tapi nyata bahwa mereka "menerobos" melalui rintangan fisik untuk sampai ke tempat yang tidak dapat diakses. Ini seperti berjalan menembus dinding, hanya pada tingkat mikroskopis. Turk mencatat bahwa ketidakakuratan dalam ruang, waktu, dan materi menunjukkan bahwa tidak mungkin untuk mengatakan dengan tepat di mana alam semesta berada pada saat tertentu,yang memungkinkannya melewati singularitas.
Video promosi:
Namun, pada 2016, Paul Steinhardt dan Anna Ijas bekerja dengan cara lain untuk mendemonstrasikan kemungkinan rebound secara matematis. Mereka memperkenalkan jenis medan khusus ke dalam model Alam Semesta, di mana kontraksi bisa meluas sebelum ruang angkasa menjadi cukup kecil untuk masuk ke keadaan singularitas. Dalam penelitiannya, mereka menggunakan teori klasik relativitas umum. Dengan kata lain, dengan penelitian ini, mereka menunjukkan bahwa rebound tidak hanya mungkin dari sudut pandang mekanika kuantum, tetapi juga dari sudut pandang teori relativitas.
Seperti hipotesis lain tentang asal-usul dan evolusi alam semesta, teori Big Bounce mencoba untuk mengungkapkan mengapa alam semesta persis seperti yang kita amati. Model yang dibangun oleh fisikawan hanya mewakili alam semesta ideal dan benar-benar mulus, di mana tidak ada fluktuasi kecil dalam kepadatan yang mengarah pada pembentukan bintang, galaksi, dan ruang nyata. Jadi para ilmuwan belum mengembangkan model Big Bounce ke sistem yang lebih kompleks.
Jika Semesta telah "memantul" sekali, maka muncul pertanyaan logis: akankah itu terjadi lagi? Bagaimanapun, tidak semua teori pantulan berasumsi bahwa siklus kontraksi dan perluasan akan menjadi tak terhingga, seperti yang diklaim oleh model siklus alam semesta. Misalnya, bahkan jika Semesta kita telah mengalami pemantulan seperti itu, belum ada petunjuk bahwa ia sedang menuju kompresi berikutnya. Selain itu, pengamatan menunjukkan bahwa energi gelap semakin merentang ruang angkasa, membawa galaksi-galaksi yang tidak terikat secara gravitasi satu sama lain, semakin jauh dari satu sama lain. Sains tidak memiliki jawaban pasti untuk pertanyaan tentang apa yang menanti kita di masa depan. Namun, ini terkait langsung dengan bagaimana semuanya dimulai.
Vladimir Guillen
