TERBENTUKNYA ALAM SEMESTA

1. Teori Ledakan Besar (Big-Bang Theory)

Teori Big Bang yaitu teori yang bisa diterima secara ilmiah sekarang untuk menjelaskan asal mula terbentuknya alam semesta (universe).Teori ini berbunyi:

“ Alam semesta diciptakan kira-kira 15.000.000.000 (lima belas milyar) tahun yang lalu,kejadiannya berawal dari meledaknya atom prima atau atom awal (Primeval Atom). Ledakan itu sangat besar dan dasyat yang menyebabkan berhamburannya seluruh isi (Materi dan energi)atom prima itu ke segala arah.”

Dengan dasar teori Big Bang itu, para ahli sekarang berhasil mereka ulang pembentukan alam semesta dari waktu ke waktu, dimulai dari pristiwa Big Bang bahkan saat ini mereka dapat memperkirakan bagaimana bentuk alam semesta ini beberapa abad nanti, contohnya jika Galaksi Bimasakti (Milkyway) tempat kita berpijak dan galaksi tetangga yang paling dekat yaitu Galaksi Andromeda akan saling bergerak mendekat dan suatu saat mereka akan bertabrakan.

2. Proses Terbentuknya Alam Semesta

Setelah terjadinya ledakan (big Bang), terjadilah semacam bencana alam semesta (cosmic cataclysm). Alam semesta dipenuhi oleh bola-bola api yang sangat panas dan padat. Dari bola-bola api inilah kemudian terbentuk partikel-partikel dasar dan muatan-muatan energi, dari muatan-muatan energi ini kemudian terbentuk daya-daya kekuatan di alam semesta. Daya kekuatan alam yang diperkirakan pertama kali terbentuk adalah daya gravitasi, kemudian daya nuklir serta daya electromagnetis.



Partikel-partikel dasar yaitu elektron, photon, neutron dan lain-lain saling bertubrukan untuk kemudian membentuk proton dan neutron. Selama masa ini sebagian besar energi masih berbentuk radiasi (percikan-percikan cahaya dari bola-bola api).



Alam semesta terus mengembang dan perlahan-lahan mulai mendingin. Pada tahap ini, inti atom hidrogen, helium dan litium mulai membentuk. Tahap selanjutnya alam semesta mulai memasuki tahap suhu yang cukup dingin sehingga partikel-partikel elektron yang bermuatan negatif dapat berkait dan menyatu dengan inti-inti atom hidrogen dan helium yang bermuatan positif untuk kemudian membentuk atom-atom yang netral.



Karena alam semesta terus membesar, kepadatannya otomatis semakin berkurang dan suhunya juga semakin mendingin.



Proses pengembangan alam semesta terus berlanjut dengan tingkat kecepatan yang tinggi. Daya gravitasi mulai mempengaruhi tingkat kepadatan gas-gas yang terbentuk akibat Big Bang, sehingga menciptakan gumpalan-gumpalan awan gas. Saat gumpalan-gumpalan ini semakin memadat, inti gumpalan gas tersebut juga bertambah padat berlipat-lipat dengan suhu yang juga terus meningkat panas sampai akhirnya menyala sebagai bentuk awal sebuah bintang. Saat semua kantong-kantong gas mengalami proses serupa maka kelompok bintang-bintang muda ini membentuk menjadi sebuah gugusan bintang (galaksi). Seluruh proses di atas, dari Big Bang hingga terbentuknya planet, bintang serta galaksi berlangsung dalam kurun waktu milyaran tahun.Seperti halnya proses pembentukan bintang-bintang yang lain, bintang kita, yang kita kenal dengan nama Matahati (sun) juga terbentuk dari gumpalan atau kantong awan gas. Gumpalan awan gas yang berbentuk piringan yang sangat luas ini beterbangan berputar-putar. Bagian tengahnya mulai padat dan memanas untuk kemudian menyala menjadi bintang sementara materi sisa disekelilingnya saling bertumbukan, menyatu dan menggumpal membentuk planet-planet, bulan-bulan dan asteroid. Bumi yang merupakan bagian kecil dari material yang menggumpal ini menjadi planet ke tiga. Dengan suhunya yang relatif lebih dingin, memungkinkan terbentuknya atmosfer pendukung kehidupan.

3. Pendukung Teori Big Bang

Teori Big Bang ini diajukan oleh Georges Lemaitre pada tahun 1927, dia adalah seorang pendeta sekaligus ahli matematika dari Belgia.



Bertahun-tahun kemudian, Edwin Hubble menetapkan teori bahwa : Galaksi-galaksi di alam semesta ini semuanya bergerak menjauhi pusat alam semesta dengan kecepatan yang sangat tinggi atau dapat dikatakan bahwa alam semesta ini mengembang kesegala arah. Apa yang dikemukakan Hubble ini menguatkan teori Big Bang-nya Lemaitre.



Teori Big Bang juga memprediksikan bahwa ledakan Big Bang telah meninggalkan seberkas cahaya radiasi (“background” radiation) dan pada tahun 1964, Arno Penzias dan Robert Wilson berhasil menemukan radiasi pertama ini, persis seperti yang diprediksikan dalam teori Big Bang.

4. Terbentuknya Materi Padat

Setelah big bang sampai 300.000 tahun kemudian, bentuk materi masih berupa gas. Dari gumpalan-gumpalan gas ini selanjutnya bintang-bintang berukuran sangat besar mulai terbentuk tetapi hanya berusia pendek karena kemudian meledak (supernova). Setelah meledak gas-gasnya menggumpal lagi, menjadi padat, kemudian menyala dan terbentuk bintang-bintang lagi yang berukuran lebih kecil, meledak kembali, demikian terus menerus untuk beberapa kali sampai akhirnya terbentuk materi-materi berat di inti bintang-bintang yang meledak. Materi-materi padat inilah yang kemudian membentuk benda-benda di alam semesta seperti yang sekarang ini seperti planet-planet dll bahkan unsur-unsur pembentuk tubuh kita sebagian besar dari materi-materi berat ini.



Jadi, materi-materi padat dibentuk di dalam inti bintang melalui proses fusi nuklir (peleburan / penyatuan materi nuklir) dan dimulai dari materi-materi ringan seperti hidrogen dan helium. Sementara materi-materi yang lebih berat seperti karbon, oksigen, nitrogen hingga besi dibentuk di dalam inti bintang karena memang suhu dan tekanannya lebih memungkinkan. Materi-materi ini terlempar ke luar angkasa saat bintang-bintang tersebut meledak.

B. HIPOTESIS “KEADAAN-STABIL”

Teori Dentuman Besar dengan cepat diterima luas oleh dunia ilmiah karena bukti-bukti yang jelas. Namun, para ahli astronomi yang memihak materialisme dan setia pada gagasan alam semesta tanpa batas yang dituntut paham ini menentang Dentuman Besar dalam usaha mereka mempertahankan doktrin fundamental ideologi mereka. Alasan mereka dijelaskan oleh ahli astronomi Inggris, Arthur Eddington, yang berkata, “Secara filosofis, pendapat tentang permulaan yang tiba-tiba dari keter-aturan alam sekarang ini bertentangan denganku.



Ahli astronomi lain yang menentang teori Dentuman Besar adalah Fred Hoyle. Sekitar pertengahan abad ke-20 dia mengemukakan sebuah model baru yang disebutnya “keadaan-stabil”, yang tak lebih suatu per-panjangan gagasan abad ke-19 tentang alam semesta tanpa batas. Dengan menerima bukti-bukti yang tidak bisa disangkal bahwa jagat raya mengembang, dia berpendapat bahwa alam semesta tak terbatas, baik dalam dimensi maupun waktu. Menurut model ini, ketika jagat raya mengembang, materi baru terus-menerus muncul dengan sendirinya dalam jumlah yang tepat sehingga alam semesta tetap berada dalam “keadaan-stabil”. Dengan satu tujuan jelas mendukung dogma “materi sudah ada sejak waktu tak terbatas”, yang merupakan basis filsafat mate-rialis, teori ini mutlak bertentangan dengan “teori Dentuman Besar”, yang menyatakan bahwa alam semesta mempunyai permulaan. Pendukung teori keadaan-stabil Hoyle tetap berkeras menentang Dentuman Besar selama bertahun-tahun. Namun, sains menyangkal mereka.

C. EVOLUSI ALAM SEMESTA

Naluri manusia selalu ingin mengetahui asal usul sesuatu, termasuk asal-usul alam semesta. Berbagai hasil pengamatan dianalisis dengan dukungan teori-teori fisika untuk mengungkapkan asal-usul alam semesta. Teori yang kini diyakini bukti-buktinya menyatakan bahwa alam semesta ini bermula dari ledakan besar (Big Bang) sekitar 13,7 milyar tahun yang lalu. Semua materi dan energi yang kini ada di alam terkumpul dalam satu titik tak berdimensi yang berkerapatan tak berhingga. Tetapi ini jangan dibayangkan seolah olah titik itu berada di suatu tempat di alam yang kita kenal sekarang ini. Yang benar, baik materi, energi, maupun ruang yang ditempatinya seluruhnya bervolume amat kecil, hanya satu titik tak berdimensi.



Tidak ada suatu titik pun di alam semesta yang dapat dianggap sebagai pusat ledakan. Dengan kata lain ledakan besar alam semesta tidak seperti ledakan bom yang meledak dari satu titik ke segenap penjuru. Hal ini karena pada hakekatnya seluruh alam turut serta dalam ledakan itu. Lebih tepatnya, seluruh alam semesta mengembang tiba tiba secara serentak. Ketika itulah mulainya terbentuk materi, ruang, dan waktu.

Materi alam semesta yang pertama terbentuk adalah hidrogen yang menjadi bahan dasar bintang dan galaksi generasi pertama. Dari reaksi fusi nuklir di dalam bintang terbentuklah unsur-unsur berat seperti karbon, oksigen, nitrogen, dan besi. Kandungan unsur-unsur berat dalam komposisi materi bintang merupakan salah satu “akte” lahir bintang. Bintang-bintang yang mengandung banyak unsur berat berarti bintang itu “generasi muda” yang memanfaatkan materi-materi sisa ledakan bintang-bintang tua. Materi pembentuk bumi pun diyakini berasal dari debu dan gas antar bintang yang berasal dari ledakan bintang di masa lalu. Jadi, seisi alam ini memang berasal dari satu kesatuan.



Bukti-bukti pengamatan menunjukkan bahwa alam semesta mengembang. Spektrum galaksi galaksi yang jauh sebagian besar menunjukkan bergeser ke arah merah yang dikenal sebagai red shift (panjang gelombangnya bertambah karena alam mengembang). Ini merupakan petunjuk bahwa galaksi galaksi itu saling menjauh. Sebenarnya yang terjadi adalah pengembangan ruang. Galaksi galaksi itu (dalam ukuran alam semesta hanya dianggap seperti partikel partikel) dapat dikatakan menempati kedudukan yang tetap dalam ruang, dan ruang itu sendiri yang sedang berekspansi. Kita tidak mengenal adanya ruang di luar alam ini. Oleh karenanya kita tidak bisa menanyakan ada apa di luar semesta ini.



Secara sederhana, keadaan awal alam semesta dan pengembangannya itu dapat diilustrasikan dengan pembuatan roti. Materi pembentuk roti itu semula terkumpul dalam gumpalan kecil. Kemudian mulai mengembang. Dengan kata lain “ruang” roti sedang mengembang. Butir butir partikel di dalam roti itu (analog dengan galaksi di alam semesta) saling menjauh sejalan dengan pengembangan roti itu (analog dengan alam).



Dalam ilustrasi tersebut, kita berada di salah satu partikel di dalam roti itu. Di luar roti, kita tidak mengenal adanya ruang lain, karena pengetahuan kita, yang berada di dalam roti itu, terbatas hanya pada ruang roti itu sendiri. Demikian pulalah, kita tidak mengenal alam fisik lain di luar dimensi “ruang waktu” yang kita kenal.



Bukti lain adanya pengembangan alam semesta di peroleh dari pengamatan radio astronomi. Radiasi yang terpancar pada saat awal pembentukan itu masih berupa cahaya. Namun karena alam semesta terus mengembang, panjang gelombang radiasi itu pun makin panjang, menjadi gelombang radio. Kini radiasi awal itu dikenal sebagai radiasi latar belakang kosmik (cosmic background radiation) yang dapat dideteksi dengan teleskop radio.