Heat Death, Skenario 'Akhir' Alam Semesta

20.27 Arie Akbar 0 Comments


PENGENALAN
Setiap kali manusia lihat ke angkasa ada jutaan pertanyaan yang bikin mereka selalu bertanya-tanya dimana kita ada, bagaimana kita ada, dan di masa apa kita berada. Kita bisa banyak berterima kasih atas kerja dari para kosmologis karena sudah membuat banyak terobosan dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan yang sulit dijawab manusia yang awam.
Banyak kosmologis seperti Einstein, Hubble, Stephen Hawking sudah memberikan banyak petunjuk bagaimana cara kerja dunia ini, alam semesta. Hubble pernah menyatakan kalau alam semesta lahir dari sebuah ledakan kencang sekitar 13,8 milyar tahun yang lalu, tapi pernah terpikir bagaimana alam semesta bisa berakhir dan mati?

Bagaimana sih bentuk alam semesta?
Einstein sudah banyak melakukan kontribusi dengan memberikan kita banyak pemahaman bagaimana pergerakan benda-benda besar di langit mempengaruhi bentuk alam semesta ini. Einstein memperkirakan ada setidaknya tiga cara kita menggambarkan bagaimana bentuk alam semesta.
Pertama, jika dalam penghitungan, kurvatur bernilai positif (lebih dari 1), maka bentuk alam semesta itu bulat
Kedua, jika dalam penghitungan, kurvatur bernilai negatif (kurang dari 1), maka bentuk alam semesta akan seperti pelana kuda
Ketiga, jika dalam penghitungan, sama dengan 1, maka bentuk alam semesta menjadi datar
Bentuk Alam Semesta
Nah, Einstein memprediksi dalam penghitungannya kalau alam semesta ini lebih besifat datar. Atau setidaknya mendekati datar. Sebagai akibatnya, alam semesta dapat dibengkokkan oleh massa.
Pembengkokan
Jadi apa hubungannya antara bentuk alam semesta sama akhir dari alam semesta?
Jika kita mengetahui bagaimana bentuk alam semesta, kita bisa tahu bagaimana perilaku dari alam semesta itu. Kita dapat mengambil sebagian kecil dari bentuknya dan mengukur kepadatan energi yang terkandung di dalamnya, tapi ternyata dari apa alam semesta itu terbentuk, juga mempengaruhi kelakuan dari alam semesta entah itu mengembang atau malah menyusut.

Sekarang, yang jadi pertanyaan,

Terbuat dari apa sih alam semesta?
Bintang, gas nebula, galaksi, planet, bulan dan segala hal yang bisa kita lihat, terbuat dari partikel-partikel yang kita tahu. Seperti Hidrogen, Helium, Karbon, dan Oksigen. Kita menyebutnya sebagai partikel Baryonik atau materi Baryonik. Materi ini juga termasuk di dalamnya mahkluk hidup seperti manusia, bakteri, tumbuhan dan sebagainya. Materi ini berinteraksi dengan cahaya, sehingga kita bisa melihatnya dengan mata. Akan tetapi, jumlah materi ini di alam semesta sangatlah sedikit! Hanya 4,9% dari total kepadatan alam semesta!
Materi Baryonik
Nah! Apa sisanya? Sekitar 26,8% dari jagad raya ini terdiri dari materi yang sulit kita deteksi, namanya materi 'gelap'. Bukan karena gelap, tapi memang sedikit yang kita tahu soal materi ini. Materi ini tidak terlihat, akan tetapi bisa dilihat dari gaya gravitasinya. Pengibaratannya adalah seperti, bayangkan ada orang yang memutar sebuah bola dengan tali yang dipusatkan ke tangan orang itu, tapi di saat yang bersamaan, kita gak bisa melihat orang itu. 
Kenapa kita gak bisa lihat materi gelap? Itu karena materi gelap tidak bisa memantulkan cahaya seperti materi baryonik. Malah, materi ini membengkokkan cahaya karena gravitasinya.
Seluruh Ilmuwan di dunia sedang mencari-cari materi yang sangat misterius dan eksotis ini, tapi sampai sekarang, masih belum ada yang bisa menemukannya.
Materi Gelap
Lihat cahaya berpendar yang mengelilingi galaksi yang mirip seperti halo (bukan bintang atau lengan galaksinya), diduga itu yang dianggap materi gelap, yang memberikan massa tambahan kepada galaksi sehingga terlihat efek gravitasi di lengan terluar galaksi terlihat sama dengan yang dekat pusat.
Ada yang salah dari gambar ini? Coba liat yang bener gan! Itu namanya pembiasan gravitasional. Kayak efek fisheye, kan? Berikut mekanismenya:
Loh?! 26,8 + 4,9 kan belum 100% gan! Sisanya apaan? Nah, ini dia. Sisa dari kepadatan jagad raya ini di dominasi oleh sebuah energi misterius yang kita sebut energi 'gelap'. Sama seperti materi gelap, kita menyebutnya gelap bukan karena memang gelap, tapi memang karena hanya sedikit tentang energi itu yang kita ketahui.
Energi gelap itu ibaratnya seperti lawan dari materi gelap. Kalau materi gelap punya tarikan gravitasi, maka energi gelap punya dorongan gravitasi. Maka dari itu para ilmuwan menyebutnya sebagai anti-gravitasi! 
Energi gelap sebagai kebalikan dari materi gelap, berfungsi dalam peranannya di percepatan penambahan ruang angkasa. Energi ini ada sejak Big Bang dan terus bertambah sejak Big Bang terjadi.
Untuk energi gelap gak ada gambar gan, namanya juga energi, mana keliatan..  

Sekarang berarti kita bisa bikin grafik kepadatannya: 

Akhir dari alam semesta!
Dalam masa hidupnya, Einstein telah menunjukkan bagaimana alam semesta bekerja. Ia pernah menuliskan sebuah model matematika yang ia sebut Konstanta Kosmologis yang ditulis dalam simbol Yunani Lambda.
Ia menyebutkan bahwa jagat raya setidaknya harus mengembang atau menyusut, tidak boleh statis atau tetap ukurannya. Namun, dengan grafik sebelumnya yang menyebutkan energi gelap jauh lebih banyak, maka bisa kita simpulkan bahwa jagat raya mengembang bukan menyusut. Bahkan kini, penambahan pengembangan bernilai sangat besar sehingga membingungkan ilmuwan!
Pengembangan ruang-waktu alam semesta sejak big bang
Menurut konstanta kosmologi, kita bisa menentukan masa depan dari alam semesta. Pertama, sifat dari materi adalah tidak bisa mengembang dan bertambah, sehingga jumlah dari materi baryonik dan materi gelap tidak akan bertambah seiring dengan waktu. Kedua, sifat dari energi adalah dapat mengembang namun tidak dapat dikurangi, sesuai dengan konsep konservasi energi, sehingga mempercepat penambahan ruang-waktu di jagad raya.

Akibatnya?

Ketika energi gelap yang bertindak sebagai anti-gravitasi akan mendominasi ruang angkasa dan menjadikan jarak antara satu galaksi dengan galaksi lainnya menjadi semakin jauh dan jauh. Jarak antara bintang akan jauh dan semakin jauh juga memberikan ruang dingin hampa diantaranya yang kosong. Dalam jarak yang semakin jauh itu, maka akan membuat alam semesta jauh lebih dingin lagi dan lagi.
Ketika nebula yang membentuk bintang akhirnya habis dan pembentukkan bintang terakhir terjadi, maka dimulailah era kelam alam semesta dimana semua bintang satu persatu mati, entah itu mati dalam ledakan super besar seperti supernova atau mati akibat gravitasinya sendiri dan menjadi lubang hitam.
Akan tetapi, pada waktu yang cukup lama, bahkan bintang katai putih akan berhenti berpijar dan semakin dingin, begitu juga dengan lubang hitam yang semakin lama akan menguap dalam sebuah radiasi yang kita sebut Radiasi Hawking (Penemu radiasinya Stephen Hawking). Sehingga tidak ada lagi kehangatan di alam semesta.
Lihat semburan yang dihasilkan, itu merupakan bentuk Radiasi Hawking
Pada saat itu terjadi, alam semesta ada dititik sangat dingin sehingga tidak ada panas dan energi bebas yang dihasilkan. Itulah skenario yang paling mungkin untuk alam semesta berakhir. Saat itu, semua mahkluk hidup akan mati karena tidak dapat melakukan apa-apa karena tidak dapat menghasilkan energi dan panas apapun. Para ilmuwan menyebutnya "Heat Death Of The Universe" atau "Kematian 'Panas' dari Alam Semesta", dan itu sebutan yang benar, karena tidak ada panas yang bisa dihasilkan dari energi apapun ketika 'Kematian' itu terjadi.
Secara termodinamika, ini hal yang sah. Kita tidak bisa menghasilkan apapun dan tidak dapat melakukan apapun ketika heat death terjadi. Heat death adalah tempat dimana keseimbangan entropi dari alam semesta terjadi. Entropi adalah sebuah sistem yang menjelaskan hukum termodinamika kedua. Hukum termodinamika kedua menjelaskan bahwa panas mengalir dari suhu tinggi ke rendah. 
Bayangkan bahwa alam semesta ini bentuknya tertutup dan setiap waktu panas yang dihasilkan dari segala kegiatan yang ada di alam semesta ini dialirkan ke tempat yang lebih dingin. Peristiwa itu terus berlanjut hingga akhirnya mencapai entropi maksimum dan terjadi kesamaan temperatur disetiap sudut alam semesta. Sesuai dengan hukumnya, kita tidak dapat menghasilkan panas pada kesamaan temperatur, karena setidaknya perlu perbedaan suhu untuknya.
Ini sama seperti kita di kutub dan kita membeku di dalam es. Panas tubuh kita tidak akan bisa mencairkan es yang mengelilingi kita. Karena kita saat itu sudah mencapai kesetimbangan antara suhu tubuh kita dengan suhu es yang mengelilingi kita dan segala usaha kita untuk menghasilkan panas adalah sama dengan nol. Analogi yang sama berlaku kepada alam semesta kita.
Saat itulah, setiap mahkluk yang cerdas juga harus mati karena dinginnya alam semesta.

Penutup
Memang sedikit terdengar menyedihkan ketika dunia kita akan mati kedinginan. Sebenarnya alam semesta ketika itu masih hidup dan terus mengembang secara eksponensial tiap satuan waktu, namun secara filosofis mati, karena tidak ada kehidupan di dalamnya.
Fisika, menurut Prof. Michio Kaku akan memberikan 'jaminan' kematian bagi umat manusia di akhir hayat alam semestanya. Kita membicarakan kemungkinan terjadinya Big Crunch atau Penyusutan besar, dimana itu merupakan salah satu skenario dimana alam semesta bukannya mengembang, malah menyusut ke dalam satu titik gravitasi yang sangat kuat dan kembali memadat seperti yang terjadi sebelum Big Bang. 
Akan tetapi, fakta bahwa alam semesta yang mengembang membawanya semakin dekat ke 'Heat Death' atau Kematian Panas. Alam semesta akan memasuki fase Kematian Panasnya sekitar 10 pangkat 100 tahun dari sekarang dimana lubang hitam super masif terakhir sudah lenyap. Itu adalah waktu yang masih sangat lama, dan kita masih bisa menikmati langit yang bersinar terang sebelum nanti mungkin anak cucu kita diluar sana yang telah sukses bertahan memandang langit semesta luas dengan penuh keheranan tentang kenapa langit tidak bersinar lagi seperti dulu.
Kita manusia telah hidup di masa kejayaannya dan telah memprediksikan banyak tentang kemungkinan akhir dari alam semesta. Namun, manusia membuat terlalu banyak variabel yang membuat banyak ketidak pastian. Dengan ilmu pengetahuan kita mengetahui beberapa teori memang mungkin terjadi atau tidak mungkin terjadi. Dalam hal Kematian 'Panas' banyak model telah diujikan dan kebanyakan mengarah ke hal yang sama, yaitu mati dalam kedinginan.
Sisi baiknya? Kita berhasil memahami apa yang leluhur kita tidak tahu, meninggalkan mistis dan mulai beranggapan secara ilmiah. Sebuah pemikiran yang membedakan kita dengan primata. Satu kutipan terakhir dari Dokumenter Cosmos:
Ilmu Pengetahuan sudah menjadi perjalanan yang merendahkan hati akan betapa luasnya alam semesta ini





0 komentar: