Big Bang Theory

Dentuman Besar (bahasa Inggris: Big Bang) adalah salah satu model kosmologi ilmiah mengenai bentuk awal dan perkembangan alam semesta.[1][2] Teori ini menyatakan bahwa alam semesta berasal dari kondisi super padat dan panas, yang kemudian mengembang sekitar 13,7 milyar tahun lalu (pengukuran terbaik pada tahun 2009 memperkirakan hal ini terjadi sekitar 13,3 - 13,8 milyar tahun yang lalu[3][4]) dan terus mengembang sampai sekarang.

Adalah Georges Lemaître, seorang biarawan Katoli Romawi Belgia, yang mengajukan teori dentuman besar mengenai asal usul alam semesta, walaupun ia menyebutnya sebagai "hipotesis atom purba". Kerangka model teori ini bergantung pada relativitas umum Einstein dan beberapa asumsi-asumsi sederhana, seperti homogenitas dan isotropi ruang. Persamaan yang mendeksripsikan teori dentuman besar dirumuskan oleh Alexander Friedmann. Setelah Edwin Hubble pada tahun 1929 menemukan bahwa jarak bumi dengan galaksi yang sangat jauh umumnya berbanding lurus dengan geseran merahnya, sebagaimana yang disugesti oleh Lemaître pada tahun 1927, pengamatan ini dianggap mengindikasikan bahwa semua galaksi dan gugus bintang yang sangat jauh memiliki kecepatan tampak yang secara langsung menjauhi titik pandang kita: semakin jauh, semakin cepat kecepatan tampaknya.[5] Jika jarak antar gugus-gugus galaksi terus meningkat seperti yang terpantau sekarang, semuanya haruslah pernah berdekatan di masa lalu. Gagasan ini kemudian mengarahkan kita pada suatu kondisi alam semesta yang sangat padat dan bersuhu sangat tinggi di masa lalu.[6][7][8] Berbagai pemercepat partikel raksasa telah dibangun untuk bereksperimen dan menguji kondisi tersebut. Hasil percobaan dari pemercepat partikel mengonfirmasi teori tersebut, namun pemercepat-pemercepat ini memiliki kemampuan yang terbatas untuk menyelidiki kondisi berenergi tinggi. Tanpa adanya bukti yang diasosiasikan dengan pengembangan terawal alam semesta, teori dentuman besar tidak dan tidak dapat memberikan penjelasan apapun mengenai kondisi awal tersebut. Namun, teori dentuman besar mendeskripsikan dan menjelaskan evolusi umum alam semesta sejak pengembangan awal tersebut. Kelimpahan unsur-unsur ringan yang terpantau di seluruh kosmos sesuai dengan prediksi kalkulasi pembentukan unsur-unsur ringan melalui proses nuklir di dalam kondisi alam semesta yang mengembang dan mendingin pada awal beberapa menit kemunculan alam semesta sebagaimana yang diuraikan secara terperinci dan logis oleh nukleosintesis dentuman besar.

Fred Hoyle mencetuskan istilah Big Bang pada sebuah siaran radio tahun 1949. Dilaporkan secara luas bahwa, Hoyle yang mendukung model kosmologis alternatif "keadaan tetap" bermaksud menggunakan istilah ini secara peyoratif, namun Hoyle secara eksplisit membantah hal ini dan mengatakan bahwa istilah ini hanyalah digunakan untuk menekankan perbedaan antara dua model kosmologis ini.[9][10][11] Hoyle kemudian memberikan sumbangsih yang besar dalam usaha para fisikawan untuk memahami nukleosintesis bintang yang merupakan lintasan pembentukan unsur-unsur berat dari unsur-unsur ringan secara reaksi nuklir. Setelah penemuan radiasi latar mikrogelombang kosmis pada tahun 1964, kebanyakan ilmuwan mulai menerima bahwa beberapa skenario teori dentuman besar haruslah pernah terjadi.

Sejarah dan perkembangan teori

Teori dentuman besar dikembangkan berdasarkan pengamatan pada stuktur alam semesta beserta pertimbangan teoritisnya. Pada tahun 1912, Vesto Slipher berhasil mengukur geseran Doppler "nebula spiral" untuk pertama kalinya (nebula spiral merupakan istilah lama untuk galaksi spiral). Dengan cepat ia menermukan bahwa hampir semua nebula-nebula itu menjauhi bumi. Ia tidak berpikir lebih jauh lagi mengenai implikasi fakta ini. Dan sebenarnya pada saat itu, terdapat kontroversi apakah nebula-nebula ini adalah "pulau semesta" yang berada di luar galaksi Bima Sakti kita.[12][13] Sepuluh tahun kemudian, Alexander Friedmann, seorang kosmologis dan matematikawan rusia, menurunkan persamaan Friedmann dari persamaan relativitas umum Albert Einstein. Persamaan ini menunjukkan bahwa alam semesta mungkin mengembang dan berlawanan dengan model alam semesta yang statis seperti yang diadvokasikan oleh Einstein pada saat itu.[14] Pada tahun 1924, pengukuran Edwin Hubble akan jarak nebula spiral terdekat menunjukkan bahwa ia sebenarnya merupakan galaksi lain. Georges Lemaître kemudian secara independen menurunkan persamaan Friedmann pada tahun 1927 dan mengajukan bahwa resesi nebula yang disiratkan oleh persamaan tersebut diakibatkan oleh alam semesta yang mengembang.[15]

Pada tahun 1931 Lemaître lebih jauh lagi mengajukan bahwa pengembangan alam semesta seiring dengan berjalannya waktu memerlukan syarat bahwa alam semesta mengerut seiring berbaliknya waktu sampai pada suatu titik di mana seluruh massa alam semesta berpusat pada satu titik, yaitu "atom purba" di mana waktu dan ruang bermula.[16]

Mulai dari tahun 1924, Hubble mengembangkan sederet indikator jarak yang merupakan cikal bakal tangga jarak kosmis menggunakan teleskop Hooker 100-inci (2.500 mm) di Observatorium Mount Wilson. Hal ini mengijinkannya memperkirakan jarak galaksi-galaksi yang geseran merahnya telah diukur. Pada tahun 1929, Hubble menemukan korealsi antara jarak dan kecepatan resesi, yang sekarang dikenal sebagai hukum Hubble.[5][17]
Gambaran artis mengenai satelit WMAP yang mengumpulkan berbagai data untuk membantu para ilmuwan memahami dentuman besar

Semasa tahun 1930-an, gagasan-gagasan lain diajukan sebagai kosmologi non-standar untuk menjelaskan pengamatan Hubble, termasuk pula model Milne,[18] alam semesta berayun (awalnya diajukan oleh Friedmann, namun diadvokasikan oleh Albert Einstein dan Richard Tolman)[19] dan hipotesis cahaya lelah (tired light) Fritz Zwicky.[20]

Setelah Perang Dunia II, terdapat dua model kosmologis yang memungkinkan. Satunya adalah model keadaan tetap Fred Hoyle, yang mengajukan bahwa materi-materi baru tercipta ketika alam semesta tampak mengembang. Dalam model ini, alam semesta hampirlah sama di titik waktu manapun.[21] Model lainnya adalah teori dentuman besar Lemaître, yang diadvokasikan dan dikembangkan oleh George Gamow, yang kemudian memperkenalkan nukleosintesis dentuman besar (Big Bang Nucleosynthesis, BBN).[22] Ironisnya, justru adalah Hoyle yang mencetuskan istilah big bang untuk merujuk pada teori Lemaître dalam suatu siaran radio BBC pada bulan Maret 1949.[23][cat 1] Untuk sementara, dukungan para ilmuwan terbagi kepada dua teori ini. Pada akhirnya, bukti-bukti pengamatan memfavoritkan teori dentuman besar. Penemuan dan konfirmasi radiasi latar belakang mikrogelombang kosmis pada tahun 1964[24] mengukuhkan dentuman besar sebagai teori yang terbaik dalam menjelaskan asal usul dan evolusi kosmos. Kebanyakan karya kosmologi zaman sekarang berkutat pada pemahaman bagaimana galaksi terbentuk dalam konteks dentuman besar, pemahaman mengenai keadaan alam semesta pada waktu-waktu terawalnya, dan merekonsiliasi pengamatan kosmis dengan teori dasar.

Berbagai kemajuan besar dalam kosmologi dentuman besar telah dibuat sejak akhir tahun 1990-an, utamanya disebabkan oleh kemajuan besar dalam teknologi teleskop dan analisa data yang berasal dari satelit-satelit seperti COBE,[25] Teleskop luar angkasa Hubble dan

Garis waktu dentuman besar

Ekstrapolasi pengembangan alam semesta seiring mundurnya waktu menggunakan relativitas umum menghasilkan kondisi rapatan dan suhu alam semesta yang tak terhingga pada suatu waktu di masa lalu.[27] Singularitas ini mensinyalkan runtuhnya keberlakuan relativitas umum pada kondisi tersebut. Sedekat mana kita dapat berekstrapolasi menuju singularitas diperdebatkan, namun tidaklah lebih awal daripada masa Planck. Fase awal yang panas dan padat itu sendiri dirujuk sebagai "the Big Bang",[cat 2] dan dianggap sebagai "kelahiran" alam semesta kita. Didasarkan pada pengukuran pengembangan menggunakan Supernova Tipe Ia, pengukuran fluktuasi temperatur pada latar belakang mikrogelombang kosmis, dan pengukuran fungsi korelasi galaksi, alam semesta memiliki usia 13,73 ± 0.12 milyar tahun.[28] Kecocokan hasil ketiga pengukuran independen ini dengan kuat mendukung model ΛCDM yang mendeskripsikan secara mendetail kandungan alam semesta.

Fase terawal dentuman besar penuh dengan spekulasi. Model yang paling umumnya digunakan mengatakan bahwa alam semesta terisi secara homogen dan isotropis dengan rapatan energi yang sangat tinggi, tekanan dan temperatur yang sangat besar, dan dengan cepat mengembang dan mendingin. Kira-kira 10−37 detik setelah pengembangan, transisi fase menyebabkan inflasi kosmis, yang sewaktu itu alam semesta mengembang secara eksponensial.[29] Setelah inflasi berhenti, alam semesta terdiri dari plasma kuark-gluon berserta partikel-partikel elementer lainnya.[30] Temperatur pada saat itu sangat tinggi sehingganya kecepatan gerak partikel mencapai kecepatan relativitas, dan produksi pasangan segala jenis partikel terus menerus diciptakan dan dihancurkan. Sampai dengan suatu waktu, reaksi yang tak diketahui yang disebut bariogenesis melanggar kekekalan jumlah barion dan menyebabkan jumlah kuark dan lepton lebih banyak daripada antikuark dan antilepton sebesar satu per 30 juta. Ini menyebabkan dominasi materi melebihi antimateri pada alam semesta.[31]

Ukuran alam semesta terus membesar dan temperatur alam semesta terus menurun, sehingga energi tiap-tiap partikel terus menurun. Transisi fase perusakan simetri membuat gaya-gaya dasar fisika dan parameter-parameter partikel elementer berada dalam kondisi yang sama seperti sekarang.[32] Setelah kira-kira 10−11 detik, gambaran dentuman besar menjadi lebih jelas oleh karena energi partikel telah menurun mencapai energi yang bisa dicapai oleh eksperimen fisika partikel. Pada sekitar 10−6 detik, kuark dan gluon bergabung membentuk barion seperti proton dan neutron. Kuark yang sedikit lebih banyak daripada antikuark membuat barion sedikit lebih banyak daripada antibarion. Temperatur pada saat ini tidak lagi cukup tinggi untuk menghasilkan pasangan proton-antiproton, sehingga yang selanjutnya terjadi adalah pemusnahan massal, menyisakan hanya satu dari 1010 proton dan neutron terdahulu. Setelah pemusnahan ini, proton, neutron, dan elektron yang tersisa tidak lagi bergerak secara relativistik dan rapatan energi alam semesta didominasi oleh foton (dengan sebagian kecil berasal dari neutrino).

Beberapa menit semasa pengembangan, ketika temperatur sekitar satu milyar kelvin dan rapatan alam semesta sama dengan rapatan udara, neutron bergabung dengan proton dan membentuk inti atom deuterium dan helium dalam suatu proses yang dikenal sebagai [[nukleosintesis dentuman besar.[33] Kebanyakan proton masih tidak terikat sebagai inti hidrogen. Seiring dengan mendinginnya alam semesta, rapatan energi massa rihat materi secara gravitasional mendominasi. Setelah 379.000 tahun, elektron dan inti atom bergabung menjadi atom (kebanyakan berupa hidrogen) dan radiasi materi mulai berhenti. Sisa-sisa radiasi ini yang terus bergerak melewati ruang semesta dikenal sebagai radiasi latar berlakang mikrogelombang kosmis (Cosmic microwave background radiation).[34]
Medan Ultra Dalam Hubble memperlihatkan galaksi-galaksi dari zaman dahulu ketika alam semesta masih muda, lebih padat, dan lebih hangat menurut teori dentuman besar.

Selama periode yang sangat panjang, daerah-daerah alam semesta yang sedikit lebih rapat mulai menarik materi-materi sekitarnya secara gravitasional, membentuk awan gas, bintang, galaksi, dan objek-objek astronomi lainnya yang terpantau sekarang. Detail proses ini bergantung pada banyaknya dan jenis materi alam semesta. Terdapat tiga jenis materi yang memungkinkan, yakni materi gelap dingin, materi gelap panas, dan materi barionik. Pengukuran terbaik yang didapatkan dari WMAP menunjukkan bahwa bentuk materi yang dominan dalam alam semesta ini adalah materi gelap dingin. Dua jenis materi lainnya hanya menduduki kurang dari 18% materi alam semesta.[28]

Bukti-bukti independen yang berasal dari supernova tipe Ia dan radiasi latar belakang mikrogelombang kosmis menyiratkan bahwa alam semesta sekarang didominasi oleh sejenis bentuk energi misterius yang disebut sebagai energi gelap, yang tampaknya menembus semua ruang. Pengamatan ini mensugestikan bahwa 72% total rapatan energi alam semesta sekarang berbentuk energi gelap. Ketika alam semesta masih sangat muda, kemungkinan besar ia telah disusupi oleh energi gelap, namun dalam ruang yang sempit dan saling berdekatan. Pada saat itu, gravitasi mendominasi dan secara perlahan memperlambat pengembangan alam semesta. Namun, pada akhirnya, setelah beberapa milyar tahun pengembangan, energi gelap yang semakin berlimpah menyebabkan pengembangan alam semesta mulai secara perlahan semakin cepat.

Segala evolusi kosmis yang terjadi setelah periode inflasioner ini dapat secara ketat dideskripsikan dan dimodelkan oleh model ΛCDM model, yang menggunakan kerangka mekanika kuantum dan relativitas umum Einstein yang independen. Sebagaimana yang telah disebutkan, tiada model yang dapat menjelaskan kejadian sebelum 10−15 detik setelah kejadian dentuman besar. Teori kuantum gravitasi diperlukan untuk mengatasi batasan ini.
[sunting] Dentuman Besar dan Alam Semesta yang Mengembang

Pada tahun 1929 Astronom Amerika Serikat, Edwin Hubble melakukan observasi dan melihat Galaksi yang jauh dan bergerak selalu menjauhi kita dengan kecepatan yang tinggi. Ia juga melihat jarak antara Galaksi-galaksi bertambah setiap saat. Penemuan Hubble ini menunjukkan bahwa Alam Semesta kita tidaklah statis seperti yang dipercaya sejak lama, namun bergerak mengembang. Kemudian ini menimbulkan suatu perkiraan bahwa Alam Semesta bermula dari pengembangan di masa lampau yang dinamakan Dentuman Besar.

Pada saat itu dimana Alam Semesta memiliki ukuran nyaris nol, dan berada pada kerapatan dan panas tak terhingga; kemudian meledak dan mengembang dengan laju pengembangan yang kritis, yang tidak terlalu lambat untuk membuatnya segera mengerut, atau terlalu cepat sehingga membuatnya menjadi kurang lebih kosong. Dan sesudah itu, kurang lebih jutaan tahun berikutnya, Alam Semesta akan terus mengembang tanpa kejadian-kejadian lain apapun. Alam Semesta secara keseluruhan akan terus mengembang dan mendingin.

Alam Semesta berkembang, dengan laju 5%-10% per seribu juta tahun. Alam Semesta akan mengembang terus,namun dengan kelajuan yang semakin kecil,dan semakin kecil, meskipun tidak benar-benar mencapai nol. Walaupun andaikata Alam Semesta berkontraksi, ini tidak akan terjadi setidaknya untuk beberapa milyar tahun lagi.

Kesalahan Umum

Orang sering kali salah mengartikan dentuman besar sebagai suatu ledakan yang menghamburkan materi ke ruang hampa. Padahal dentuman besar bukanlah suatu ledakan, bukan penghamburan materi ke ruang kosong, melainkan suatu proses pengembangan alam semesta itu sendiri. Dentuman besar adalah proses pengembangan ruang-waktu. Bahkan istilah 'ledakan besar' sendiri merupakan istilah salah kaprah.

Catatan

1. ^ Dilaporkan secara meluas bahwa Hoyle bermaksud menggunakan istilah ini secara peyoratif. Namun, Hoyle kemudian membantah hal ini, mengatakan bahwa ini hanyalah untuk menekankan perbedaan antara dua teori ini bagi para pendengar radio. Lihat Bab 9 The Alchemy of the Heavens oleh Ken Croswell, Anchor Books, 1995.
2. ^ Tiada konsensus seberapa lama fase the Big Bang ada. Biasanya paling tidak beberapa menit awal kejadian dentuman besar (sewaktu helium disintesis) dikatakan terjadi "sewaktu dentuman besar.

Referensi

1. ^ Feuerbacher, B. Evidence for the Big Bang. TalkOrigins. Diakses pada 16 Oktober 2009
2. ^ Wright, E.L. What is the evidence for the Big Bang?. 'Frequently Asked Questions in Cosmology'. UCLA, Division of Astronomy and Astrophysics. Diakses pada 16 Oktober 2009
3. ^ Komatsu, E. (2009). "Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations: Cosmological Interpretation". Astrophysical Journal Supplement 180: 330. DOI:10.1088/0067-0049/180/2/330.
4. ^ Menegoni, Eloisa et al. (2009), "New constraints on variations of the fine structure constant from CMB anisotropies", Physical Review D 80 (8), doi:10.1103/PhysRevD.80.087302, http://arxiv.org/abs/0909.3584
5. ^ a b Hubble, E. (1929). "A Relation Between Distance and Radial Velocity Among Extra-Galactic Nebulae". Proceedings of the National Academy of Sciences 15 (3): 168–73. DOI:10.1073/pnas.15.3.168.
6. ^ Gibson, C.H. (21 January 2001). The First Turbulent Mixing and Combustion. IUTAM Turbulent Mixing and Combustion.
7. ^ {{{author}}} (2001). "Turbulence And Mixing In The Early Universe." {{{version}}}.
8. ^ {{{author}}} (2005). "The First Turbulent Combustion." {{{version}}}.
9. ^ 'Big bang' astronomer dies. BBC News. Diakses pada 7 Desember 2008
10. ^ Croswell, K. (1995). "Chapter 9". The Alchemy of the Heavens. Anchor Books.
11. ^ Mitton, S. (2005). Fred Hoyle: A Life in Science. Aurum Press. hlm. 127.
12. ^ Slipher, V.M. "The Radial Velocity of the Andromeda Nebula". Lowell Observatory Bulletin 1: 56–57.
13. ^ Slipher, V.M. "Spectrographic Observations of Nebulae". Popular Astronomy 23: 21–24.
14. ^ Friedman, A.A. (1922). "Über die Krümmung des Raumes". Zeitschrift für Physik 10: 377–386. DOI:10.1007/BF01332580. (Jerman)

(English translation in: Friedman, A. (1999). "On the Curvature of Space". General Relativity and Gravitation 31: 1991–2000. DOI:10.1023/A:1026751225741.)

15. ^ Lemaître, G. (1927). "Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques". Annals of the Scientific Society of Brussels 47A. (Perancis)

(Translated in: (1931). "A Homogeneous Universe of Constant Mass and Growing Radius Accounting for the Radial Velocity of Extragalactic Nebulae". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 91: 483–490.)

16. ^ Lemaître, G. (1931). "The Evolution of the Universe: Discussion". Nature 128: 699–701. DOI:10.1038/128704a0.
17. ^ Christianson, E. (1995). Edwin Hubble: Mariner of the Nebulae. New York (NY): Farrar, Straus and Giroux. ISBN 0374146608.
18. ^ Milne, E.A. (1935). Relativity, Gravitation and World Structure. Oxford (UK): Oxford University Press. Templat:LCCN.
19. ^ Tolman, R.C. (1934). Relativity, Thermodynamics, and Cosmology. Oxford (UK): Clarendon Press. Templat:LCCN.

Reissued (1987). New York (NY): Dover Publications ISBN 0-486-65383-8.

20. ^ Zwicky, F. (1929). "On the Red Shift of Spectral Lines through Interstellar Space". Proceedings of the National Academy of Sciences 15 (10): 773–779. DOI:10.1073/pnas.15.10.773. Full articlePDF (672 KB).
21. ^ Hoyle, F. (1948). "A New Model for the Expanding Universe". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 108.
22. ^ Alpher, R.A. (1948). "The Origin of Chemical Elements". Physical Review 73. DOI:10.1103/PhysRev.73.803.
23. ^ Singh, S. Big Bang. Diakses pada 28 Mei 2007
24. ^ Penzias, A.A. (1965). "A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s". Astrophysical Journal 142: 419. DOI:10.1086/148307.
25. ^ Boggess, N.W., et al. (1992). "The COBE Mission: Its Design and Performance Two Years after the launch". Astrophysical Journal 397: 420. DOI:10.1086/171797.
26. ^ Spergel, D.N., et al. (2006). "Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Three Year Results: Implications for Cosmology" Diakses pada 27 Mei 2007.
27. ^ Hawking, S.W.; Ellis, G.F.R. (1973). The Large-Scale Structure of Space-Time. Cambridge (UK): Cambridge University Press. ISBN 0-521-20016-4.
28. ^ a b Hinshaw, G., et al. (2008). "Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results" (PDF). The Astrophysical Journal.
29. ^ Guth, A.H. (1998). The Inflationary Universe: Quest for a New Theory of Cosmic Origins. Vintage Books. ISBN 978-0099959502.
30. ^ Schewe, P. (2005). "An Ocean of Quarks". Physics News Update 728 (1) Diakses pada 27 Mei 2007.
31. ^ Kolb and Turner (1988), chapter 6
32. ^ Kolb and Turner (1988), chapter 7
33. ^ Kesalahan pengutipan: Tag tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama kolb_c4
34. ^ Peacock (1999), chapter 9

Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Ledakan_Dahsyat"
===========================

Big Bang (English: Big Bang) is one model of scientific cosmology and the development of an early form of the universe. [1] [2] This theory states that the universe come from super-dense and hot state, which then expands around 13.7 billion years ago (best measurement in 2009 estimated that happens around 13.3 to 13.8 billion years ago [3] [4]) and continued to expand until now.

Is Georges Lemaitre, a Belgian Roman Katoli monk, who proposed the Big Bang theory on the origins of the universe, although he called it a "primeval atom hypothesis." Model framework of this theory relies on Einstein's general relativity and some simple assumptions, such as homogeneity and isotropy of space. The equation mendeksripsikan big bang theory was formulated by Alexander Friedmann. After Edwin Hubble in 1929 found that the distance of the earth with a very distant galaxies are generally proportional to the red shift, as who disugesti by Lemaitre in 1927, this observation is considered to indicate that all galaxies and very distant star cluster has a velocity that is directly visible away from our vantage point: the farther, the faster speed it seems. [5] If the distance between galaxy clusters continue to increase as observed today, everything must never close in the past. This idea then leads us to a condition of the universe is very dense and very high temperature in the past. [6] [7] [8] Various giant particle accelerators have been built to experiment and test conditions. The experimental results confirm the theory of particle accelerators, but the accelerator, this accelerator has a limited ability to investigate high-energy conditions. Without any evidence associated with the earliest development of the universe, big bang theory does not and can not give any explanation about the initial conditions. However, the big bang theory to describe and explain the general evolution of the universe since the initial development. Abundance of the elements of the reflected light across the cosmos according to the calculations predict the formation of light elements by nuclear processes in the conditions of the universe that expands and cools in the early universe a few minutes of emergence as described in detail and logical by big bang nucleosynthesis.

Fred Hoyle coined the term Big Bang on a radio broadcast in 1949. Widely reported that, Hoyle supporting alternative cosmological model "state is still" intended use of this term is pejorative, but Hoyle explicitly denied this and said that this term is used to emphasize the difference between these two cosmological models. [9] [10 ] [11] Hoyle later contribute a large part in the efforts of physicists to understand the stellar nucleosynthesis is the trajectory formation of heavy elements from lighter elements by nuclear reactions. After the discovery of cosmic background radiation mikrogelombang in 1964, most scientists began to accept that some of the big bang theory scenario should never happen.

History and development theory

Big bang theory was developed based on observations on the structure of the universe and its theoretical considerations. In 1912, Vesto Slipher succeeded in measuring the Doppler shift "spiral nebulae" for the first time (spiral nebula is an old term for spiral galaxies). He quickly menermukan that almost all nebulas it away from the earth. He does not think any further about the implications of this fact. And in fact at that time, there is controversy over whether these nebulas are the "island universe" that are beyond our Milky Way galaxy. [12] [13] Ten years later, Alexander Friedmann, a Russian cosmologist and mathematician, down from the Friedmann equation Albert Einstein's general relativity equations. This equation shows that the universe might expand, and in contrast to the static universe model as advocated by Einstein at the time. [14] In 1924, Edwin Hubble's measurements would distance the nearest spiral nebulae showed that he is actually another galaxy. Georges Lemaitre independently then the equation of Friedmann in 1927 and proposed that the recession nebula implied by these equations due to the expanding universe. [15]

In 1931 Lemaitre further propose that the expansion of the universe over time requires a requirement that the universe is shrinking as the irreversibility of time to a point where the entire mass of the universe centered on one point, namely "primeval atom" where time and space begins. [16]

Starting from 1924, Hubble developed a series of indicators of distance that is the origin of the cosmic distance ladder use 100-inch Hooker telescope (2,500 mm) at the Mount Wilson Observatory. This allowed estimating the distance of galaxies that have measured the red shift. In 1929, Hubble discovered korealsi between distance and recession velocity, which is now known as Hubble's law. [5] [17]
WMAP satellite picture of the artist about the gathering of data to help scientists understand the big bang

During the 1930s, other ideas put forward as a non-standard cosmologies to explain Hubble's observations, including the Milne model, [18] swinging universe (originally proposed by Friedmann, but advocated by Albert Einstein and Richard Tolman) [19] and the tired light hypothesis (Tired light) Fritz Zwicky [20].

After World War II, there are two cosmological models are possible. The other is a state model remains Fred Hoyle, who proposed that the new material is created when the universe seemed to expand. In this model, the universe was about the same at any time point. [21] models is the big bang theory of Lemaitre, who advocated and developed by George Gamow, who then introduced the big bang nucleosynthesis (Big Bang Nucleosynthesis, BBN). [22] Ironically , it was Hoyle who coined the term Big Bang to refer to Lemaitre theory in a BBC radio broadcast in March 1949. [23] [cat 1] For a while, support the scientists divided the two theories. In the end, the evidence big bang theory memfavoritkan observation. The discovery and confirmation mikrogelombang cosmic background radiation in 1964 [24] confirmed the big bang as the best theory in explaining the origin and evolution of the cosmos. Most of the works of contemporary cosmology cohesive understanding of how galaxies formed in the context of the big bang, an understanding of the state of the universe at the times terawalnya, and reconcile with the basic theory of cosmic observations.

Various major advancement in the Big Bang cosmology has been made since the late 1990s, primarily due to major advances in telescope technology and analysis of data derived from satellites such as COBE, [25] Hubble Space Telescope and

Timeline of the Big Bang

Extrapolation of the universe as the decline of development time using general relativity to produce density and temperature conditions of an infinite universe at some time in the past. [27] The singularity is signaling the collapse of the applicability of general relativity on the condition. Where we can be as close to the singularity berekstrapolasi debated, but not earlier than the Planck time. The initial phase of the hot and dense itself referred to as "the Big Bang", [cat 2] and is considered the "birth" of our universe. Based on measurement of development using the Supernova Type He, measurement of temperature fluctuations in the cosmic background mikrogelombang, and measurement of correlation functions of galaxies, the universe has aged 13.73 ± 0:12 a billion years. [28] Match results of three independent measurements strongly supports the ΛCDM model which describes in detail the content of the universe.

Earliest phases of the Big Bang is full of speculation. The model most commonly used to say that the universe is homogeneous and isotropic filled with a very high energy density, pressure and temperature are very large, and rapidly expands and cools. Approximately 10-37 seconds after development, the phase transition causes the cosmic inflation, which was when the universe expands exponentially. [29] After inflation stopped, the universe consists of plasma quarks-gluons along with other elementary particles. [30] The temperature was very high at the moment for which reason the velocity of the particles reach relativistic speeds, and production of all types of particle pairs continuously created and destroyed. Up to a time, an unknown reaction called bariogenesis violate conservation of number barion and cause the number of quarks and leptons more than antikuark and antilepton of one per 30 million. This led to the dominance of matter over antimatter in the universe. [31]

The size of the universe continues to expand and the temperature of the universe continues to decline, so the energy of each particle decreases. The transition phase of the destruction of symmetry makes the basic forces of physics and elementary particle parameters are in the same condition as now. [32] After about 10-11 seconds, the picture becomes clearer big bang because the particle energy has decreased to reach energy that can be achieved by particle physics experiments. At about 10-6 seconds, quarks and gluons combine to form protons and neutrons barion like. Quarks are little more than antikuark make barion little more than antibarion. Temperatures at this time is no longer high enough to produce proton-antiproton pairs, so that subsequently happened was genocide, leaving only one of the protons and neutrons preceding 1010. After this destruction, protons, neutrons, and electrons are left are no longer moving relativistically and the energy density of the universe dominated by photons (with a small portion comes from the neutrino).

A few minutes during development, when the temperature is around one billion Kelvin and the density of the universe together with the density of air, joined with the protons and neutrons form the nuclei of deuterium and helium in a process known as [[big bang nucleosynthesis. [33] Most protons are not bound as hydrogen nuclei. Along with the cooling of the universe, the rest mass energy density of matter gravitationally dominate. After 379,000 years, the electrons and nuclei combine into atoms (mostly hydrogen) and the radiation of matter began to stop. The remnants of this radiation is constantly moving through the universe of space known as cosmic background radiation berlakang mikrogelombang (Cosmic microwave background radiation). [34]
In the Hubble Ultra field shows the galaxies from ancient times when the universe was younger, denser, and warmer according to big bang theory.

Over very long periods, regions of the universe that began to attract a little more tightly around the material gravitationally, forming gas clouds, stars, galaxies and other astronomical objects are monitored now. Details of this process depends on the number and type of the material universe. There are three types of material that is possible, ie, cold dark matter, hot dark matter, and matter barionik. The best measurements obtained from WMAP indicate that the dominant form of matter in the universe is cold dark matter. Two other types of content only occupies less than 18% of the material universe. [28]

Independent evidence derived from type Ia supernovae and cosmic background radiation mikrogelombang implies that the universe is now dominated by a kind of mysterious form of energy called dark energy, which seems to permeate all of space. This observation suggests that 72% of total energy density of the universe is now in the form of dark energy. When the universe was very young, most likely he had been infiltrated by dark energy, but in a narrow space and close together. At that time, gravity dominates and gradually slow the expansion of the universe. However, in the end, after several billion years of development, the increasingly abundant dark energy causes the expansion of the universe began slowly getting faster.

All the cosmic evolution that occurred after this inflationary period can be strictly described and modeled by the model ΛCDM model, which uses the framework of quantum mechanics and Einstein's general relativity that are independent. As already mentioned, there is no model that can explain the events before 10-15 seconds after the big bang event. The theory of quantum gravity is needed to overcome this limitation.
[Edit] Big Bang and the Universe expands

In 1929 the United States astronomer, Edwin Hubble's observation and seeing a distant galaxy moving away from us always with a high speed. He also saw the distance between galaxies is increasing every moment. Hubble's discovery shows that our Universe is not static like a trusted long time, but moves to expand. Then this leads to a presupposition that the Universe originated from development in the past called the Big Bang.

At that time where the Universe has a size of almost zero, and is in infinite density and heat; then explodes and expands with the development of a critical rate, which is not too late to make it immediately shrink, or too fast so that makes it more or less empty. And after that, less than millions of years later, the Universe will continue to expand without any other events. Universe as a whole will continue to expand and cool.

Universe evolved, with a rate of 5% -10% per thousand million years. Universe will expand on, but with the speed of the smaller, and smaller, though not actually reach zero. Although if the contracting Universe, this will not happen at least for several billion years.

Common Mistakes

People often misinterpret the big bang as an explosion which threw material into a vacuum. Yet the big bang is not an explosion, not a waste of material into space, but a process of expansion of the universe itself. Big bang is the process of development of space-time. Even the term 'big bang' is itself a misleading term.

Notes

1. ^ It was reported widely that the Hoyle intend to use this term in a pejorative. However, Hoyle later denied this, saying that this is only to emphasize the difference between these two theories for radio listeners. See Chapter 9 of The Alchemy of the Heavens by Ken Croswell, Anchor Books, 1995.
2. ^ There is no consensus on how long the phase of the Big Bang there. Usually at least a few minutes early incidence of the big bang (when the helium synthesized) is said to occur "when a big bang.

Reference

1. ^ Feuerbacher, B. Evidence for the Big Bang. TalkOrigins. Retrieved on October 16, 2009
2. ^ Wright, E.L. What is the evidence for the Big Bang?. 'Frequently Asked Questions in Cosmology'. UCLA, Division of Astronomy and Astrophysics. Retrieved on October 16, 2009
3. ^ Komatsu, E. (2009). "Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations: Cosmological Interpretation." Astrophysical Journal Supplement 180: 330. DOI: 10.1088/0067-0049/180/2/330.
4. ^ Menegoni, Eloisa et al. (2009), "New constraints on Variations of the fine structure constant from CMB anisotropies", Physical Review D 80 (8), doi: 10.1103/PhysRevD.80.087302, http://arxiv.org/abs/0909.3584
5. ^ A b Hubble, E. (1929). "A Relation Between Distance and Radial Velocity Among Extra-Galactic nebulae." Proceedings of the National Academy of Sciences 15 (3): 168-73. DOI: 10.1073/pnas.15.3.168.
6. ^ Gibson, C.H. (21 January 2001). The First Turbulent Mixing and Combustion. IUTAM Turbulent Mixing and Combustion.
7. ^ (((Author))) (2001). "Turbulence And Mixing In The Early Universe." (((Version))).
8. ^ (((Author))) (2005). "The First Turbulent Combustion." (((Version))).
9. ^ 'Big bang' astronomer dies. BBC News. Retrieved on December 7, 2008
10. ^ Croswell, K. (1995). "Chapter 9". The Alchemy of the Heavens. Anchor Books.
11. ^ Mitton, S. (2005). Fred Hoyle: A Life in Science. Aurum Press. pp. 127.
12. ^ Slipher, V.M. "The Radial Velocity of the Andromeda Nebula". Lowell Observatory Bulletin 1: 56-57.
13. ^ Slipher, V.M. "Spectrographic Observations of nebulae". Popular Astronomy 23: 21-24.
14. ^ Friedman, A.A. (1922). "Über die Krümmung des Raumes". Zeitschrift für Physik 10: 377-386. Doi: 10.1007/BF01332580. (Germany)

(Bahasa translation in: Friedman, A. (1999). "On the curvature of Space". General Relativity and Gravitation 31: 1991-2000. Doi: 10.1023 / A: 1026751225741.)

15. ^ Lemaitre, G. (1927). "Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la Vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques". Annals of the Scientific Society of Brussels 47A. (France)

(Translated in: (1931). "A Homogeneous Universe of Constant Mass and Radius Growing Accounting for the Radial Velocity of extragalactic nebulae". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 91: 483-490.)

16. ^ Lemaitre, G. (1931). "The Evolution of the Universe: Discussion". Nature 128: 699-701. Doi: 10.1038/128704a0.
17. ^ Christensen, E. (1995). Edwin Hubble: Mariner of the nebulae. New York (NY): Farrar, Straus and Giroux. ISBN 0374146608.
18. ^ Milne, E.A. (1935). Relativity, Gravitation and World Structure. Oxford (UK): Oxford University Press. Template: LCCN.
19. ^ Tolman, R.C. (1934). Relativity, thermodynamics, and Cosmology. Oxford (UK): Clarendon Press. Template: LCCN.

Reissued (1987). New York (NY): Dover Publications ISBN 0-486-65383-8.

20. ^ Zwicky, F. (1929). "On the Red Shift of Spectral Lines through interstellar space." Proceedings of the National Academy of Sciences 15 (10): 773-779. DOI: 10.1073/pnas.15.10.773. Full articlePDF (672 KB).
21. ^ Hoyle, F. (1948). "A New Model for the Expanding Universe." Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 108.
22. ^ Alpher, R.A. (1948). "The Origin of Chemical Elements". Physical Review 73. Doi: 10.1103/PhysRev.73.803.
23. ^ Singh, S. Big Bang. Retrieved on May 28, 2007
24. ^ Penzias, A.A. (1965). "A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc / s". Astrophysical Journal 142: 419. Doi: 10.1086/148307.
25. ^ Boggess, N.W., et al. (1992). "The COBE Mission: Its Design and Performance Two Years after the launch". Astrophysical Journal 397: 420. Doi: 10.1086/171797.
26. ^ Spergel, D.N., et al. (2006). "Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Three Year Results: implications for Cosmology" Retrieved on May 27, 2007.
27. ^ Hawking, S.W.; Ellis, G.F.R. (1973). The Large-Scale Structure of Space-Time. Cambridge (UK): Cambridge University Press. ISBN 0-521-20016-4.
28. ^ A b Hinshaw, G., et al. (2008). "Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results" (PDF). The Astrophysical Journal.
29. ^ Guth, A.H. (1998). The inflationary Universe: Quest for a New Theory of Cosmic Origins. Vintage Books. ISBN 978-0099959502.
30. ^ Schewe, P. (2005). "An Ocean of quarks". Physics News Update 728 (1) Retrieved on May 27, 2007.
31. ^ Kolb and Turner (1988), chapter 6
32. ^ Kolb and Turner (1988), chapter 7
33. ^ Quoting Error: Invalid Tag: can not find the text for refs named kolb_c4
34. ^ Peacock (1999), chapter 9

Retrieved from "http://id.wikipedia.org/wiki/Ledakan_Dahsyat"