Cara Mengukur Usia Alam Semesta

[uploader]

Pada tahun 1965, penzias dan wilson menemukan bahwa bumi dihujani gelombang mikro yg kemungkinan datang dari tempat2 yg sangat jauh.
Gelombang ini disebut sebagai cosmic microwave background.

Sekilas, penemuan ini srperti mendukung teori bigbang, tapi tak lama kemudian timbul masalah.

Cmb menunjukkan bahwa ditempat manapun diujung angkasa yg luas ternyata memiliki suhu yg mirip.
Padahal menurut teori bigbang, alam semesta terjadi secara random tanpa perancang.
Jadi seharusnya ditiap titik yg jauh di alam srmesta ini terjadi perbedaan suhu yg ekstrim.

Kalau terdapat suhu yg mirip, itu adalah akibat pertukaran kalor, benda yg panas akan mentransfer panasnya ke benda yg dingin, juga sebaliknya sampai tercapai equilibrium.

Yg jadi masalah, dengan pengembangan space yg sangat pesat seperti dalam teori bigbang, tak ada waktu yg cukup untuk perpindahan kalor melalui radiasi dari titik yg satu ke titik yg lain, mengapa universe ini memiliki suhu yg setingkat dimana2 ?

Ini satu contoh dimana sebuah teori dibantah oleh pengamatan dan pengukuran empiris.

Astaga, saya tak tahu, darimana Anda menemukan sumber penjelasan teori Big Bang yang aneh ini. Anda membuat teori Big Bang versi Anda sendiri ya?

Teori Big Bang dibuat dengan dua asumsi utama: Universalitas hukum-hukum fisika, dan Prinsip kosmologi. Itu sebabnya gak pernah ada istilah "pusat ledakan", ujung satu lebih dingin drpd titik sekitar pusat ledakan.

Menurut Teori Big Bang, alam semesta awal tersusun dari plasma panas foton, electron dan baryon. Foton secara tetap berinteraksi dengan plasma lewat penyebaran Thomson. Saat alam semesta mengembang, pendinginan adiabatic menyebabkan plasma mendingin hingga membuat electron dapat bergabung dengan proton dan membentuk atom hydrogen. Ini terjadi pada suhu sekitar 3000 K. Pada point ini, foton terlempar dari atom yang sekarang telah menjadi netral dan mulai bergerak bebas di angkasa. Proses ini disebut rekombinasi atau dekopel (melihat pada penggabungan electron dengan nucleus dan pada pendekopelan materi dan radiasi).

Big Bang di awal pasti memiliki suhu yang amat tinggi bahkan bisa dikatakan tak terhingga (singularitas) namun seiring pemuaian ruang-waktu maka suhunya akan menurun. Karena alam semesta merupakan sistem tertutup, homogen, dan isotropik, jika terjadi sisa "ledakan" di suatu saat di tempat lampau, maka akan menciptakan suatu kesetimbangan termal benda hitam (black body) yang seragam di alam setiap pelosok alam semesta.

Benda hitam merupakan suatu idealisasi sistem tertutup yang memiliki kesetimbangan termal dengan distribusi intensitas radiasi berbentuk unik dan universal serta hanya bergantung pada temperatur sistem. Di dalam termodinamika, salah satu cabang fisika yang banyak membahas hubungan antara temperatur dan sifat suatu zat, dikenal hukum Wien yang menyatakan bahwa untuk distribusi radiasi benda hitam perkalian antara panjang gelombang radiasi berintensitas maksimum dengan temperaturnya ekivalen dengan bilangan 0,3. Pengukuran yang dilakukan oleh Penzias dan Wilson tidak persis tepat pada puncak distribusi karena keterbatasan teknologi saat itu, namun pengukuran-pengukuran yang dilakukan selama lebih dari dua dekade, hingga tahun 1991 dengan menggunakan satelit COBE, berhasil mengkonfirmasi distribusi radiasi benda hitam dari CMB dengan akurasi yang sangat mengesankan (lihat gambar). Dari distribusi tersebut diperoleh kesimpulan bahwa temperatur alam semesta saat ini, lebih dari 10 milyar tahun setelah Big Bang, adalah 2,726 Kelvin.

Distribusi intensitas radiasi benda hitam dari radiasi CMB (Cosmic Microwave Background) yang berhasil dikonfirmasi secara akurat oleh pengamatan (eksperimen). Garis merah merupakan perhitungan teori untuk temperatur alam semesta rata-rata ekivalen dengan 2,726 Kelvin. Data-data eksperimen diambil dari berbagai sumber.

Hitungan teori Big Bang menyebut angka 2,726 Kelvin. Angka hasil pengamatan? Nilainya berkisar antara 2,7251 hingga 2,7249 Kelvin

Untuk kali ini saja, saya menggunakan sumber wikipedia, agar bahasa yang digunakan berbahasa indonesia dan mudah dicerna:
http://id.wikipedia.org/wiki/Ledakan_Dahsyat

Coba tunjukan pada saya, mana asumsi Big Bang yang mengatakan bahwa "Padahal menurut teori bigbang, alam semesta terjadi secara random tanpa perancang. Jadi seharusnya ditiap titik yg jauh di alam srmesta ini terjadi perbedaan suhu yg ekstrim."

O tentu saja kasus2 diatas bisa dijelaskan oleh teori2 yg berbeda, sebagaimana yg sudah saya jelaskan.

Sedangkan mana penjelasan yg paling benar, itu masalah lain.

Saya tidak meminta mana yang lebih benar mana yang lebih salah. Hanya mencocokan saja. Apa Anda masih kesulitan mencerna pertanyaan saya?

[kandalf]

berhasil mengkonfirmasi distribusi radiasi benda hitam dari CMB

Sebentar.

1. benda hitam di sini maksudnya apa ya? Lubang hitam kah atau sesuatu yang lain?
2. CMB (Cosmic Microwave Background) ini apakah gelombang ataukah benda? Aku agak bingung dengan pernyataanmu yang kukutip.

[AsLan]

Ok, teori bigbang seperti juga teori evolusi, sudah sering mengalami revisi.

Jadi kalau saya bantah di satu versi jangan mengelak dengan memaparkan versi yg lebih baru.

Pada tahun 1981
Alan guth menawarkan teori Inflation untuk merevisi teori bigbang, untuk menjawab problem Horizon dan Flatness yg saya paparkan diatas.

Nah teori inflasi inilah yg kemudian berusaha dicari buktinya, termasuk oleh NASA.

Apakah NASA berhasil mencari bukti dari teori inflasi? Menurut mereka iya, tapi banyak scientist yg tidak setuju.

NASA berusaha mengukur suhu dan polarisasi cahaya yg memiliki sedikit perbedaan.

Menurut teori bigbang, universe awal pasti memiliki variasi densitas, sehingga universe masa kini memiliki struktur seperti galaksi2.
Perbedaan densitas ini harus cukup seimbang karena bila terlalu smooth maka takkan terbentuk struktur, kalau terlalu kacau akan mengakibatkan semua benda tercakup dalam blackhole.

Maka NASA mencari bukti akan hal ini, perbedaan densiti akan menghasilkan cmb yg lebih panas dan yg lebih dingin, juga cahaya yg terpolarisasi.

Mampukah NASA menemukan bukti ini ? Kita lanjutkan nanti, saya sedang kerja.
Tapi saya yakin bahasa tulisan saya jauh lebih mudah dipahami oleh pembaca.

[uploader]

Sebentar.

1. benda hitam di sini maksudnya apa ya? Lubang hitam kah atau sesuatu yang lain?
2. CMB (Cosmic Microwave Background) ini apakah gelombang ataukah benda? Aku agak bingung dengan pernyataanmu yang kukutip.

1. Bukan keduanya. saya sudah memberikan definisi pada tulisan di atas.

Benda hitam merupakan suatu idealisasi sistem tertutup yang memiliki kesetimbangan termal dengan distribusi intensitas radiasi berbentuk unik dan universal serta hanya bergantung pada temperatur sistem.

Jadi berdasarkan asumsi yang digunakan teori Big Bang, alam semesta dianggap sebagai benda hitam. Memodelkan Alam semesta sebagai benda hitam berarti alam semesta harus berperilaku sebagai benda hitam terutama dalam hal menyerap/memancarkan radiasi (seperti di tulisan saya di kucing Schodinger). Itu artinya sisa "panas" yang dialami alam semesta akan bisa dihitung berdasarkan rumus radiasi enda hitam (dalam hal ini Wien's Law). Maka berdasarkan model tersebut diprediksi akan meninggalkan radiasi sebesar angka yang saya tulis. Dan hasil pengamatan mengahsilkan angka yang bisa dikatakan sama persis (perbedaannya kecil sekali).

untuk bisa meruntuhkan Teori Big Bang, harus dibuat teori baru yang bisa menjelaskan mengapa ada sisa radiasi dengan nilai sekian.

2. Gelombang elektromagnetik sisa "ledakan" di masa lampau. Panaskan besi bara sampai menyala lalu biarkan dingin. Maka pada saat tertentu, laju panas akan menurun karena dipancarkan. Sisa panas "yang tersisa", dinamakan CMB untuk kasus alam semesta.

Sebenarnya CMB bisa dideteksi oleh alat rumah tangga biasa. Nyalakan televisi anda pada channel yang tidak memiliki saluran. Sepuluh persen dari pola menyemut yang memenuhi layar merupakan radiasi kosmik yang tertangkap antena televisi anda.

Ok, teori bigbang seperti juga teori evolusi, sudah sering mengalami revisi.

Jadi kalau saya bantah di satu versi jangan mengelak dengan memaparkan versi yg lebih baru.

saya tidak faham dengan pernyataan "Jadi kalau saya bantah di satu versi jangan mengelak dengan memaparkan versi yg lebih baru.". Sains sangat dinamis. perkembangan dan revisinya terjadi setiap saat sesuai dengan bukti dan pengamatan terbaru. Jadi, ketika saya membicarakan Teori Big Bang, yah yang dimaksud bukan teori Big Bang awal sekali.

Pada tahun 1981
Alan guth menawarkan teori Inflation untuk merevisi teori bigbang, untuk menjawab problem Horizon dan Flatness yg saya paparkan diatas.

Nah teori inflasi inilah yg kemudian berusaha dicari buktinya, termasuk oleh NASA.

Apakah NASA berhasil mencari bukti dari teori inflasi? Menurut mereka iya, tapi banyak scientist yg tidak setuju.

NASA berusaha mengukur suhu dan polarisasi cahaya yg memiliki sedikit perbedaan.

Menurut teori bigbang, universe awal pasti memiliki variasi densitas, sehingga universe masa kini memiliki struktur seperti galaksi2.
Perbedaan densitas ini harus cukup seimbang karena bila terlalu smooth maka takkan terbentuk struktur, kalau terlalu kacau akan mengakibatkan semua benda tercakup dalam blackhole.

Maka NASA mencari bukti akan hal ini, perbedaan densiti akan menghasilkan cmb yg lebih panas dan yg lebih dingin, juga cahaya yg terpolarisasi.

Mampukah NASA menemukan bukti ini ? Kita lanjutkan nanti, saya sedang kerja.
Tapi saya yakin bahasa tulisan saya jauh lebih mudah dipahami oleh pembaca.

Sudah saya tuliskan berkali-kali, tidak ada teori sains yang sempurna. Coba tunjukan pada saya, satu saja teori sains yang sempurna dan tanpa revisi sejak pertama kali diumumkan.

Pun dengan teori Big Bang. Fenomena Horizon dan Flatness hanya beberapa kasus kasus dimana teori Big Bang belum memiliki jawaban memuaskan. ada berbagai masalah lain seperti Big Bang yang bersandar pada teori klasik tidak bisa menjelaskan bentuk materi pada saat benda kondisi sangat panas (pada kondisi temperatur ekstrem karakteristik fluida menurut teori klasik tidak berlaku). Namun problem utama teori Big Bang ini tidak bisa mengatakan apapun pada detik ke-0. Karena saat ini, belum ditemukan teori mapan lain yang bisa menjelaskan hukum-hukum fisika pada kondisi singular (detik ke-0).

Namun bukan berarti ilmuwan menyerah. Jika Anda mengikuti perkebangan sains, anda akan kenal dengan istilah "Skenario Inflasi". Skenario inflasi dapat menyelesaikan problem horizon karena ukuran alam semesta setelah inflasi konsisten dengan kerucut cahaya masa lampau (ukuran alam semesta di masa lampau dilihat dari masa sekarang). Selain itu skenario inflasi juga dapat menyelesaikan masalah flatness karena pada masa inflasi entropi semesta bertambah dengan faktor yang sangat besar yang pada akhirnya mendorong alam semesta untuk mengambil bentuk flat. Pembuktian secara akurat diperoleh dengan menggunakan persamaan Friedmann-Robertson-Walker, yang merupakan kasus khusus dari persamaan Einstein dalam teori relativitas umum. Namun bukti-bukti validnya belum terdokumentasikan dengan memuaskan.


Apa itu artinya teori Big Bang salah? Seperti yang saya kemukakan di topik lain, untuk bisa mengatakan sebuah teori salah, harus bisa dicarikan alternatif yang bisa menjelaskan dua hal: 1. Masalah lama yang bisa dijelaskan dengan amat baik dengan teori lama. 2. masalah baru yang tidak bisa dijelaskan teori lama. Tanpa memenuhi kedua kaidah ini, maka teori Big Bang belum bisa dianggap salah, hanya saja bersifat belum lengkap, seperti halnya hakikat lain sains lainnya. tak ada teori yang lengkap. tak ada teori yang sempurna.

Dan Anda salah besar kalau mengatakan Big Bang sebagai satu-satunya teori mengenai perkembangan alam semesta. Lalu mengapa Big Bang masih dipakai? Belum satupun ada teori lain yang bisa menyamai kesuksesan Big Bang. Teori Big Bang berhasil membangun hubungan antara jarak bintang dengan besar pergesaran merah yang teramati, serta dapat menjelaskan berlimpahnya elemen-elemen ringan seperti Helium, Deuterium, dan Lithium. Untuk menjelaskan fenomena-fenomena tersebut Big Bang hanya memerlukan satu konstanta sebagai input yaitu rasio antara kerapatan baryon dengan kerapatan foton di alam semesta saat ini. Namun yang paling penting sekali adalah Big Bang berhasil meramalkan keberadaan distribusi radiasi benda hitam dari CMB yang berhasil dikonfirmasi dengan akurasi yang sangat tinggi.

kecuali Anda yang ngotot mengatakan teori Big Bang salah, Anda harus bisa menemukan teori yang bisa menjelaskan kesuksesan Big Bang tersebut, dan bisa menjelaskan kekurangan teori Big Bang.

***

Anda punya penjelasan lebih baik daripada Big Bang? Saya tunggu share dari Anda.


Oya, pantas ada yang mengganjal di kepala saya. Dan dengan ini berarti Anda mengakui kalau tidak bisa menunjukan pernyataan Anda sendiri yang mengatakan, "Padahal menurut teori bigbang, alam semesta terjadi secara random tanpa perancang. Jadi seharusnya ditiap titik yg jauh di alam srmesta ini terjadi perbedaan suhu yg ekstrim."? Pernyataan Anda ini dikeluarkan karena keliru memahami Big Bang?

[AsLan]

Ok saya tanggapi paragraf terakhir dahulu.

Apa yg melandasi munculnya teori Inflasi ?

Teori Inflasi dibuat untuk menjawab Horizon Problem.

Horizon problem, singkatnya adalah pertanyaan mengapa suhu alam semesta cenderung stabil disemua tempat yg diamati ?
Hal ini tidak sesuai dengan model teori Big Bang non revisi.

Menurut teori bigbang non inflasi, universe awal memiliki perbedaan temperatur yg ekstrim di satu tempat dan tempat yg lain, sehingga seharusnya pengamatan cmb menghasilkan prrbedaan temperatur yg ekstrim juga dari 2 tempat yg berbeda.

Nyatanya cmb menunjukkan kesamaan temperatur.

Satu2nya penjelasan terhadap persamaan temperatur adalah pertukaran kalor melalui radiasi.

Hal ini menimbulkan Horizon Problem bagi teori bigbang. Karena kecepatang pengembangan universe tidak memungkinkan pertukaran kalor dari satu tempat ke tempat lainnya.

Masalah kalimat "random tanpa perancang" itu interpretasi saya terhadap teori bigbang.

Tanpa perancang, maka yg bisa menghomogenkan suhu dari lokasi2 yg berbeda di universe ini adalah pertukaran kalor melalui radiasi.

Inilah yg menjadi cikal bakal teori inflasi.

[purba]

Inilah repotnya kalo diskusi sains, tapi modalnya cuman copy-paste.

Ane sarankan, supaya forum IPTEK menjadi tempat diskusi iptek yg menarik, sebaiknya masing-masing kita bertanya maupun menjawab/menjelaskan dgn pemahaman kita sendiri, bukan comot sana comot sini, kemudian copas di marih. Malah menjadi forum gak karu-karuan.

Kalaupun mau men-copas cukup 1-2 paragraf, kemudian lengkapi saja dengan tautannya. Sisanya jelaskan atau tanyakan dgn kata-kata ente sendiri. Itu membuat forum ini menjadi lebih hidup.

[zainilove]

betul betul, diskusi dengan topik berat tp males mikir karena copy paste doank tanpa dipahami bejimane nyambungnya