5 siklus hidup Semesta: di tahap apa kita hidup?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Setiap makhluk hidup di planet kita lahir, dewasa, bertambah tua, dan akhirnya mati. Semua hukum ini juga berlaku di luar Bumi - bintang, tata surya, dan galaksi juga binasa seiring waktu.

Perbedaannya hanya ada dalam waktu - apa yang bagi Anda dan saya tampak seperti keabadian, menurut standar Semesta, adalah omong kosong. Tapi bagaimana dengan alam semesta itu sendiri? Seperti yang Anda ketahui, dia lahir setelah Big Bang 13, 8 miliar tahun yang lalu, tapi apa yang terjadi padanya sekarang? Apa siklus hidup Semesta itu sendiri dan mengapa para peneliti membedakan lima tahap perkembangannya?

Lima abad alam semesta

Para astronom percaya bahwa lima tahap evolusi adalah cara mudah untuk menggambarkan kehidupan alam semesta yang sangat panjang. Setuju, pada saat kita hanya tahu 5% dari Alam Semesta yang terlihat (sisanya 95% ditempati oleh materi gelap misterius, keberadaannya belum terbukti), agak sulit untuk menilai evolusinya. Meski demikian, para peneliti berusaha memahami masa lalu dan masa kini Alam Semesta dengan menggabungkan pencapaian sains dan pemikiran manusia selama dua abad terakhir.

Jika Anda cukup beruntung untuk menemukan diri Anda di bawah langit yang cerah di tempat yang gelap pada malam tanpa bulan, maka ketika Anda melihat ke atas, pemandangan luar angkasa yang luar biasa menanti Anda. Dengan teropong biasa, Anda dapat melihat cakrawala bintang dan bintik cahaya yang tumpang tindih. Cahaya dari bintang-bintang ini mencapai planet kita mengatasi jarak kosmik yang sangat jauh dan menuju mata kita melalui ruang-waktu. Ini adalah alam semesta era kosmologis tempat kita hidup. Ini disebut era bintang, tetapi ada empat lainnya.

Ada banyak cara untuk melihat dan mendiskusikan masa lalu, sekarang dan masa depan alam semesta, tetapi salah satunya telah menarik perhatian para astronom lebih dari yang lain. Buku pertama tentang lima abad Alam Semesta diterbitkan pada tahun 1999, berjudul "Lima Zaman Alam Semesta: Di Dalam Fisika Keabadian". (terakhir diperbarui pada 2013). Penulis buku tersebut, Fred Adams dan Gregory Laughlin, memberikan judul masing-masing dari lima abad:

• Zaman primitif
• era berbintang
• Era degeneratif
• Era Lubang Hitam
• era kegelapan

Perlu dicatat bahwa tidak semua ilmuwan mendukung teori ini. Meskipun demikian, banyak astronom menemukan pembagian lima langkah sebagai cara yang berguna untuk membahas jumlah waktu yang luar biasa besar tersebut.

Zaman primitif

Era primitif alam semesta dimulai sedetik setelah Big Bang. Selama periode waktu yang sangat kecil pertama, ruang-waktu dan hukum fisika, seperti yang diyakini para peneliti, belum ada. Interval yang aneh dan tidak dapat dipahami ini disebut era Planck, diyakini berlangsung selama 1044 detik. Penting juga untuk memperhitungkan bahwa banyak asumsi tentang era Planck didasarkan pada gabungan teori relativitas umum dan teori kuantum, yang disebut teori gravitasi kuantum.

Pada detik pertama setelah Big Bang, inflasi dimulai - ekspansi alam semesta yang luar biasa cepat. Setelah beberapa menit, plasma mulai mendingin, dan partikel subatom mulai terbentuk dan saling menempel. 20 menit setelah Big Bang - di alam semesta termonuklir yang sangat panas - atom mulai terbentuk. Pendinginan berlangsung dengan cepat hingga 75% hidrogen dan 25% helium tersisa di alam semesta, yang serupa dengan apa yang terjadi di Matahari hari ini. Sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang, alam semesta mendingin cukup untuk membentuk atom stabil pertama dan menciptakan radiasi gelombang mikro latar belakang kosmik, yang oleh para astronom disebut radiasi latar gelombang mikro kosmik.

era berbintang

Anda dan saya hidup di era bintang - saat ini, sebagian besar materi yang ada di Alam Semesta berbentuk bintang dan galaksi. Bintang-bintang pertama di alam semesta - baru-baru ini kami memberi tahu Anda tentang penemuannya - sangat besar dan mengakhiri hidup mereka dalam bentuk supernova, yang mengarah pada pembentukan banyak bintang lain yang lebih kecil. Didorong oleh gaya gravitasi, mereka saling mendekat untuk membentuk galaksi.

Salah satu aksioma era bintang adalah bahwa semakin besar bintang, semakin cepat ia membakar energinya dan kemudian mati, biasanya hanya dalam beberapa juta tahun. Bintang yang lebih kecil yang mengkonsumsi energi lebih lambat tetap aktif lebih lama. Para ilmuwan memperkirakan bahwa galaksi Bima Sakti kita, misalnya, akan bertabrakan dan bergabung dengan galaksi tetangga Andromeda dalam waktu sekitar 4 miliar tahun untuk membentuk galaksi baru. Omong-omong, tata surya kita dapat bertahan dari penggabungan ini, tetapi ada kemungkinan bahwa matahari akan mati lebih awal.

Era kemerosotan

Ini diikuti oleh era degenerasi (degenerasi), yang akan dimulai sekitar 1 trilyun tahun setelah Big Bang dan akan berlangsung hingga 1 duodecillion setelahnya. Selama periode ini, semua sisa bintang yang terlihat hari ini akan mendominasi alam semesta. Faktanya, ruang angkasa penuh dengan sumber cahaya redup: katai putih, katai coklat, dan bintang neutron. Bintang-bintang ini jauh lebih dingin dan memancarkan lebih sedikit cahaya. Dengan demikian, di era degenerasi, alam semesta akan kehilangan cahaya dalam spektrum tampak.

Selama era ini, katai coklat kecil akan mempertahankan sebagian besar hidrogen yang tersedia, dan lubang hitam akan tumbuh, tumbuh, dan tumbuh, memakan sisa-sisa bintang. Ketika tidak ada cukup hidrogen di sekitarnya, alam semesta akan menjadi lebih redup dan lebih dingin dari waktu ke waktu. Kemudian proton yang telah ada sejak awal Semesta akan mulai mati, melarutkan materi. Akibatnya, sebagian besar partikel subatom, radiasi Hawking, dan lubang hitam akan tetap berada di alam semesta.

Radiasi Hawking adalah proses hipotetis emisi oleh lubang hitam dari berbagai partikel elementer, terutama foton; dinamai fisikawan teoretis Inggris Stephen Hawking.

Era lubang hitam

Untuk jangka waktu yang signifikan, lubang hitam akan mendominasi alam semesta, menarik sisa-sisa massa dan energi. Namun, mereka pada akhirnya akan menguap, meskipun sangat lambat.

Penulis buku percaya, menurut Big Think, bahwa ketika lubang hitam akhirnya menguap, akan ada kilatan cahaya kecil - satu-satunya energi yang tersisa di alam semesta. Pada titik ini, alam semesta hampir menjadi sejarah, hanya berisi partikel dan foton subatomik berenergi rendah dan sangat lemah.

era kegelapan

Akhirnya, elektron dan positron yang melayang melalui ruang akan saling bertabrakan, terkadang membentuk atom proitronium. Struktur ini tidak stabil, namun partikel penyusunnya pada akhirnya akan hancur. Penghancuran lebih lanjut dari partikel berenergi rendah lainnya akan terus berlanjut, meskipun sangat lambat. Tapi malam ini lihatlah ke langit malam yang penuh bintang dan jangan khawatir tentang apa pun - mereka tidak akan pergi ke mana pun untuk waktu yang sangat lama, dan pemahaman kita tentang Semesta dan waktu dapat berubah di masa depan.