Kemana alam semesta mengembang?


Ahli astrofisika Alexander Kashlinsky dari NASA Goddard Space Flight Center menangani pertanyaan ini. Evolusi alam semesta dijelaskan oleh fisika relativitas umum, yang ditemukan oleh Albert Einstein pada awal abad ke-20. Ketika dibandingkan dengan fisika Newton, teori ini memberikan kerangka kerja yang sangat berbeda untuk deskripsi fisik gaya gravitasi

Ahli astrofisika Alexander Kashlinsky dari NASA Goddard Space Flight Center menangani pertanyaan ini.

Evolusi alam semesta dijelaskan oleh fisika relativitas umum, yang ditemukan oleh Albert Einstein pada awal abad ke-20. Ketika dibandingkan dengan fisika Newton, teori ini memberikan kerangka kerja yang sangat berbeda untuk deskripsi fisik gaya gravitasi.

Dalam interpretasi Newtonian (di mana benda langit bergerak sesuai dengan hukum Newton), ruang dan waktu adalah mutlak, dengan waktu tidak lebih dari parameter dalam persamaan gerak. Sementara itu, gravitasi memainkan peran kekuatan tarik misterius antara tubuh besar.

Fisika relativitas umum secara konseptual berbeda - bahkan jika persamaan geraknya dapat direduksi menjadi persamaan Newton dalam banyak kasus praktis, seperti yang berkaitan dengan gerakan bulan, atau, seperti yang akan kita lihat sebentar lagi, evolusi keseluruhan dari alam semesta.

Dalam relativitas umum, ruang dan waktu digabung menjadi satu kisi empat dimensi, yang sifat-sifatnya ditentukan secara unik (melalui gravitasi) oleh benda-benda yang menghuninya. Gravitasi melengkung kisi ruangwaktu, jadi relativitas umum dengan demikian menggambarkan interaksi gravitasi sebagai manifestasi kelengkungan ruangwaktu. Objek "jatuh di bawah gravitasi" dari bagian ruangwaktu yang kurang melengkung ke bagian ruangwaktu yang lebih melengkung. (Ketika ruangwaktu menjadi melengkung tanpa batas, seperti dalam kasus lubang hitam, gaya gravitasi sangat kuat sehingga ruangwaktu menutup dengan sendirinya, menciptakan apa yang disebut singularitas dalam jalinan ruangwaktu kontinum yang mendasari. Tidak ada yang bisa lepas dari objek-objek seperti itu.)

Menurut persamaan relativitas umum Einstein, materi yang mengandung ruangwaktu tidak bisa tetap diam dan harus berkembang atau berkontraksi. Galaksi dan sumber-sumber lain, karenanya, tidak saling berekspansi satu sama lain, melainkan melekat pada jaringan tetap pada jalinan kain ruangwaktu. Dengan demikian, galaksi memberi kita kesan saling menjauh. Bayangkan permukaan balon, di mana Anda meletakkan titik-titik. Lalu mulailah menggembungkan balon. Jarak antara titik-titik akan meningkat, jadi jika Anda tinggal di salah satu titik ini, Anda akan menafsirkan ini sebagai titik-titik - yang mewakili galaksi dalam contoh ini - bergerak menjauh dari satu sama lain. Pada kenyataannya, tentu saja, mereka tetap berada di posisi yang sama, sehubungan dengan garis lintang dan garis bujur pada balon, dan jalinan balon itulah yang benar-benar mengembang.

Dalam fisika Newton, seseorang dapat membangun analogi matematis untuk perluasan alam semesta dengan mendefinisikan sistem yang mengembang atau berkontraksi di bawah gravitasinya sendiri, seperti galaksi yang terbuat dari bintang-bintang atau tata surya. Namun, dalam kerangka ini, ekspansi ini tidak terkait dengan merentangkan jalinan ruangwaktu apa pun. Sebaliknya, ruang adalah beberapa entitas abstrak absolut dan tetap yang semua objek bergerak tanpa mempengaruhinya. Dengan demikian orang tidak hanya dapat bertanya, "Ke mana jagat raya ini berkembang?" dalam kerangka Newton, tetapi juga "Apa yang terjadi sebelum dorongan awal?"

Namun, dalam kerangka relativitas umum, kedua pertanyaan ini menjadi tidak berarti. Mengajukan pertanyaan, "Kemana alam semesta mengembang?" menyiratkan beberapa kotak koordinat lain di luar ruangwaktu. Tetapi karena ruangwaktu dikaitkan dengan materi, maka tidak ada permukaan balon di luar. Alih-alih, itu semua ruangwaktu yang tersedia.

Berita Terbaru

Direkomendasikan