Bagaimana Bentuk Jagad Raya?

Yang ingin tahu bentuk Jagad Raya atau Alam Semesta ini bukan cuma kamu loh. Para astronom pun ingin tahu seperti apa alam semesta kita ini.

Berdasarkan pengamatan, dalam skala besar, alam semesta berada dalam keadaan homogen dan isotropi serta pengamat tidak berada pada posisi yang istimewa di alam semesta. Homogen memberi arti dimanapun pengamat berada di alam semesta ia akan mengamati hal yang sama. Sedangkan isotropi artinya ke arah manapun pengamat memandang ia akan melihat hal yang sama. Dengan demikian tidak ada tempat istimewa di alam semesta. Model ini menyatakan bahwa alam semesta seharusnya mengembang dalam jangka waktu berhingga, dimulai dari keadaan yang sangat panas dan padat.

Nasib alam semesta sendiri ditentukan oleh pertarungan antara momentum pemuaian dan gaya tarikgravitasi. Laju pemuaian alam semesta ini dinyatakan oleh konstanta Hubble H₀, sedangkan besarnya gravitasi ditentukan oleh kerapatan dan tekanan materi di alam semesta.  Jika tekanan materi rendah, seperti halnya terjadi pada sebagian besar bentuk materi, maka nasib alam semesta akan ditentukan oleh kerapatan. Nilai kerapatan sangat berperan penting untuk menentukan bentuk alam semesta jika dibandingkan dengan kerapatan kritis. Apakah kerapatan alam semesta lebih besar, sama atau kurang dari kerapatan kritis akan ikut menentukan nasib alam semesta.

Ada tiga kemungkinan umum dari “bentuk alam semesta”.

Tiga model solusi untuk alam semesta. Kredit : NASA

Pertama, alam semesta seperti balon. Alam semesta akan memiliki kurvatur positif seperti bola. Untuk kasus seperti ini para astronom menyebutkan alam semesta tertutup yang artinya, alam semesta akan memiliki ukuran terbatas tapi tidak memiliki batasan. Sama seperti balon yang sebenarnya ukurannya terbatas tapi kamu bisa meniupnya sampai sebesar yang kamu suka.  Seandainya kamu mengendarai pesawat luar angkasa sejauh mungkin ke satu arah maka kamu akan menemukan dirimu kembali pada titik yang sama.  Dalam alam semesta tertutup, kerapatan alam semesta lebih besar dari kerapatan kritis sehingga suatu saat alam semesta akan berhenti mengembang dan kemudian mengalami keruntuhan terhadap dirinya sendiri yang disebut Big Cruch.

Kemungkinan kedua adalah alam semesta datar yang memiliki kurvatur nol. Alam semesta ini seperti sepotong kertas atau bisa digambarkan juga seperti potongan bahan balon yang bisa ditarik. Dalam alam semesta datar, kerapatan alam semesta sama dengan kerapatan kritis. Tapi tidak berarti alam semesta ini tidak bisa memuai. Alam semesta datar juga bisa memuai selamanya tapi laju pemuaiannya mendekati nol.

Kemungkinan ketiga adalah alam semesta terbuka atau alam semesta yang memiliki kurvatur negatif. Kalau digambarkan ia akan tampak seperti bentuk pelana. Pada alam semesta terbuka, kerapatan alam semesta lebih kecil dari kerapatan kritisnya dan alam semesta akan memuai selamanya dan yang menarik, laju pemuaiannya tidak akan pernah mendekati nol.

Dari ketiga model tersebut mana yang mendekati?
Wahana WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) yang memetakan alam semesta menunjukkan semesta kita memiliki model alam semesta datar.

Hasil pengamatan juga menunjukkan kalau alam semesta memuai dipercepat dengan area terluar bergerak menjauh dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Tapi bukankah dalam alam semesta datar laju pemuaiannya mendekati nol?

Alam semesta datar memang bisa memuai selamanya tapi tidak dengan kecepatan seperti itu. Karena itu para astronom menduga keberadaan energi gelap yang mendorong galaksi untuk saling menjauh.

Ada apa di luar alam semesta ?
Jawabannya tidak diketahui ada apa di luar alam semesta. Tapi perlu diingat, ruang dan waktu dimulai ketika terjadi Dentuman Besar aka Big Bang karena itu tidak ada apapun sebelum Big Bang.  Artinya tidak ada apapun di luar alam semesta.

Dalam alam semesta datar, alam semesta memang memuai selamanya. Tapi, usia alam semesta pun terbatas sehingga secara teknis pengamat hanya bisa mengamati volum terbatas dari alam semesta. Kesimpulannya alam semesta jauh lebih besar dari alam semesta yang sudah teramati.