Alam semesta, sebuah entitas mahaluas yang mencakup segala sesuatu: planet, bintang, galaksi, ruang, dan waktu itu sendiri. Selama berabad-abad, para ilmuwan telah berupaya memecahkan teka-teki mengenai ukuran dan batasnya. Apakah alam semesta memiliki akhir, ataukah ia tak terbatas?
Perdebatan tentang keluasan alam semesta telah berlangsung sejak zaman filsuf dan astronom kuno. Pada awal 1920-an, Edwin Hubble membuat terobosan penting dengan membuktikan bahwa nebula seperti Andromeda bukanlah sekadar awan gas di dekat kita, melainkan galaksi-galaksi yang sangat jauh dan mirip dengan Bima Sakti. Ia menggunakan pengamatan bintang variabel Cepheid, bintang yang berdenyut dengan pola teratur, untuk mengukur jarak objek-objek tersebut. Penemuan ini membuka mata kita terhadap kenyataan bahwa alam semesta jauh lebih besar dari yang pernah dibayangkan.
Kemajuan teknologi, seperti Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), memungkinkan para ilmuwan untuk mengintip lebih dalam ke dalam alam semesta. Data dari teleskop ini membantu para kosmolog dan astrofisikawan untuk memahami bentuk, laju perubahan, dan karakteristik alam semesta dengan lebih presisi.
Seberapa Besar Alam Semesta Itu?
Menurut para ahli, kita mungkin tidak akan pernah mengetahui ukuran pasti alam semesta. Tidak ada cara fisik untuk mengukur keluasan alam semesta secara absolut. Namun, kita tahu bahwa alam semesta yang dapat diamati, yaitu bagian alam semesta yang cahayanya telah mencapai kita sejak Big Bang, memiliki diameter setidaknya 93 miliar tahun cahaya.
Meskipun alam semesta berusia sekitar 13,8 miliar tahun, ruang terus mengembang selama periode tersebut. Akibatnya, cahaya dari tepi "permulaan" telah menempuh jarak 46,5 miliar tahun cahaya untuk mencapai kita. Ruang hampa dapat melampaui batas kecepatan cahaya karena ia bukanlah materi yang terikat oleh hukum-hukum fisika yang sama. Kekosongan ruang dan waktu tidak tunduk pada hukum-hukum materi. Secara teoritis, ruang itu sendiri dapat mengembang lebih cepat dari kecepatan cahaya.
Alam Semesta Datar
Meskipun tidak ada kepastian tentang batasnya, para ilmuwan sepakat bahwa alam semesta bersifat "datar" dalam istilah kosmologis. Ini berarti bahwa jika Anda terus berjalan lurus tanpa berbelok, Anda tidak akan pernah kembali ke titik awal. Alam semesta seperti "lembaran kertas berdimensi empat."
Bagaimana Kita Tahu Alam Semesta Mengembang?
Konsep alam semesta yang mengembang pertama kali diperkenalkan melalui fenomena redshift, yaitu pergeseran spektrum cahaya ke arah merah. Cahaya dari galaksi yang menjauh tampak lebih merah. Dari sanalah, para ilmuwan menyimpulkan bahwa galaksi-galaksi menjauh dari kita, yang berarti bahwa alam semesta sedang mengembang.
Untuk mengukur jarak antar objek di alam semesta, para astronom menggunakan "lilin standar", yaitu objek dengan kecerahan intrinsik yang diketahui. Misalnya, bintang Cepheid memiliki pola cahaya berdenyut yang tetap. Dengan mengetahui seberapa terang seharusnya mereka, kita dapat menghitung jarak dari seberapa redup mereka tampak dari Bumi.
Energi Gelap dan Percepatan Ekspansi
Pada tahun 2011, para ilmuwan membuktikan bahwa tidak hanya alam semesta mengembang, tetapi ekspansinya juga dipercepat. Ini disebabkan oleh energi gelap, gaya misterius yang mendorong benda-benda di alam semesta saling menjauh. Ekspansi ini tidak terasa di tingkat lokal karena gravitasi mengikat benda-benda seperti planet dan galaksi. Untuk mendeteksi ekspansi, kita harus melihat benda yang sangat jauh.
Seberapa Cepat Alam Semesta Mengembang?
Laju ekspansi alam semesta diperkirakan antara 65 hingga 75 km/detik/Mpc. Namun, perbedaan metode pengukuran menimbulkan konflik yang disebut Hubble Tension. Metode lilin standar memberikan nilai sekitar 73 km/detik/Mpc, sementara pengukuran radiasi latar kosmik memberikan angka sekitar 67 km/detik/Mpc. Perbedaan ini belum terselesaikan, bahkan dengan bantuan teknologi canggih seperti JWST.
Meskipun demikian, teori baru menyebutkan bahwa selain mengembang, alam semesta juga berputar, sehingga menjelaskan perbedaan perhitungan ini.
Meskipun kita telah mengetahui banyak tentang ekspansi dan karakteristik alam semesta, kita masih jauh dari memahami keseluruhan "wadah" yang menampung segalanya ini. Apakah ia benar-benar tak terbatas? Masih menjadi pertanyaan besar. Namun satu hal yang pasti: semakin kita mengamati langit, semakin kita menyadari betapa luas dan misteriusnya alam semesta ini.
