Clever Geek Handbook

Tanyakan Ethan No. 87: Bentuk Alam Semesta: Ada Banyak Kemungkinan, Tapi Satu Kenyataan

gambar

Artikel Terjemahan Tanyakan Ethan # 87: The Shape Of The Universe

Jangan mencoba menghapus masa lalu. Itu membentuk Anda hari ini dan membantu Anda menjadi seperti apa Anda di masa depan.

Ziad K. Abdelnuar

Alam Semesta, bahkan lebih daripada kita, dibentuk oleh kondisi yang ada pada saat kelahirannya. Tapi bentuk apa yang dia ambil? Saya memilih pertanyaan pembaca oleh Tom Berry, yang bertanya:

Seperti yang saya pahami, alam semesta memiliki bentuk pelana. Saya bertanya-tanya mengapa, pada saat Dentuman Besar, semua materi tidak tersebar secara seragam ke segala arah dan tidak memberikan bentuk bulat pada alam semesta.

Mari kita mulai dengan menghilangkan satu dimensi dan berbicara tentang apa yang membentuk permukaan dua dimensi. Anda mungkin membayangkan pesawat - seperti selembar kertas. Itu bisa digulung menjadi sebuah silinder, dan meskipun permukaannya akan terhubung sendiri - di satu sisi Anda bisa pergi ke yang lain, itu akan tetap menjadi permukaan datar.

Apa artinya? Misalnya, Anda dapat menggambar segitiga dan menambahkan dimensi sudut dalam. Jika kita mendapatkan 180 derajat, maka permukaannya rata. Jika Anda menggambar dua garis paralel, mereka akan tetap demikian sepanjang.

Tapi ini hanya satu opsi.

gambar

Permukaan bola adalah dua dimensi, tetapi tidak datar. Setiap garis mulai membulat, dan jika Anda menambahkan sudut segitiga, Anda mendapatkan nilai lebih dari 180 derajat. Dengan menggambar garis paralel (garis yang dimulai sebagai paralel), Anda akan melihat bahwa, pada akhirnya, mereka akan bertemu dan berpotongan. Permukaan seperti itu memiliki kelengkungan positif.

Permukaan sadel, di sisi lain, mewakili jenis permukaan dua dimensi non-planar lainnya. Itu cekung di satu arah dan cembung di yang lain, tegak lurus, dan merupakan permukaan dengan kelengkungan negatif. Jika Anda menggambar segitiga di atasnya, Anda mendapatkan jumlah sudut kurang dari 180 derajat. Dua garis paralel akan berbeda dalam arah yang berbeda.

gambar

Anda juga bisa membayangkan selembar kertas datar. Jika Anda memotong irisan dan lem lagi, Anda akan mendapatkan permukaan kelengkungan positif. Jika Anda memasukkan irisan ini ke bagian lain yang sama, Anda akan mendapatkan permukaan kelengkungan negatif, seperti pada gambar.

Permukaan dua dimensi cukup sederhana untuk dibayangkan dari ruang tiga dimensi. Tetapi di alam semesta tiga dimensi kita, semuanya agak lebih rumit.

gambar

Adapun kelengkungan Alam Semesta, kami memiliki tiga pilihan:

- kelengkungan positif, seperti bola dalam dimensi yang lebih tinggi
- negatif, seperti pelana dalam dimensi yang lebih tinggi
- nol (datar) - seperti kisi tiga dimensi

Orang akan berpikir bahwa kehadiran Dentuman Besar menunjukkan versi bola pertama, karena Semesta tampaknya sama di semua arah - tetapi ini tidak demikian. Ada alasan yang sangat menarik mengapa Semesta sama untuk semua arah - dan tidak ada hubungannya dengan kelengkungan.

gambar

Fakta bahwa Semesta adalah sama di semua tempat (homogen) dan arah (isotropik) membuktikan keberadaan Big Bang, hipotesis yang mengatakan bahwa semuanya dimulai dengan keadaan homogen yang panas dan padat di mana kondisi awal dan hukum alam adalah sama di mana-mana.

Seiring waktu, penyimpangan kecil menyebabkan penampilan struktur - bintang, galaksi, cluster, dan kekosongan besar. Tetapi alasan homogenitas alam semesta adalah bahwa segala sesuatu memiliki permulaan yang sama, dan bukan dalam kelengkungan.

Tapi kita bisa mengukur besarnya kelengkungan.

gambar

Gambar menunjukkan pola fluktuasi yang ditangkap dalam radiasi kosmik latar belakang. Puncak fluktuasi - tempat terpanas dan terdingin pada skala sudut tertentu - tergantung pada bagaimana Semesta bekerja dan terdiri dari apa. Jika Semesta memiliki kelengkungan negatif (pelana), Semesta cenderung ke skala yang lebih kecil, jika positif, ke yang lebih besar.

Alasannya sama seperti yang kami jelaskan - bagaimana garis lurus berperilaku pada permukaan ini.

gambar

Oleh karena itu, kita hanya perlu mempelajari fluktuasi radiasi gelombang mikro kosmik latar belakang, dan kita dapat mengukur kelengkungan alam semesta yang diamati.

Dan apa yang kita dapat?

gambar

Dan kita mendapatkan bahwa besarnya kelengkungan yang ditunjukkan pada lingkaran biru adalah sekitar 0,5%. Ini menunjukkan bahwa kelengkungan alam semesta tidak dapat dibedakan dari bidangnya.

Ini benar-benar meluas secara seragam ke segala arah, tetapi ini tidak ada hubungannya dengan kelengkungan. Tentu saja, dalam skala yang jauh lebih besar daripada yang dapat kita amati, kelengkungan Semesta bisa menjadi nol. Proses inflasi yang terjadi setelah Big Bang secara eksponensial meningkatkan setiap bagian dari alam semesta.

gambar

Yaitu, ada kemungkinan bahwa kelengkungan Alam Semesta adalah positif atau negatif, yang kelihatannya seperti pelana atau bola, yang dapat terhubung sendiri, dan kita dapat pergi dari satu ujung ke ujung yang lain. Ini tidak dapat dikesampingkan - tetapi di bagian yang dapat diamati ini tidak. Dan bagi kita, Semesta tidak bisa dibedakan dari yang datar. Tetapi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di Bagian D, kita dapat mengasumsikan bahwa ruang Anda datar, dan Semesta mungkin tidak datar. Ini adalah kesimpulan dari informasi yang kami miliki.

Bahan asli .

More articles:


All Articles