Alam semesta teramati

Alam semesta teramati
Visualisasi keseluruhan alam semesta teramati. Skala ini amat besar, tiap titik kecil melambangkan sejumlah supergugus. Supergugus Virgo – tempat dimana Bima Sakti berada - ditandai di tengah, tetapi sangat kecil untuk bisa dilihat.
Diameter8,8×1026 m (28.5 Gpc atau 93 Gly)[1]
Volume4×1080 m3[2]
Massa (materi biasa)1053 kg[3]
Massa jenis9,9×10−30 g/cm3 (sama dengan 6 proton per meter kubik ruang angkasa)[4]
Usia13,799±0,021 milyar tahun[5]
Suhu rata-rata2.72548 K[6]
IsiMateri umum (barionik) (4.9%)
Materi gelap (26.8%)
Energi gelap (68.3%)

Alam semesta teramati (bahasa Inggris: Observable universe) terdiri dari berbagai galaksi dan materi lainnya yang dapat diamati dari bumi pada saat ini karena cahaya dan signal lainnya dari objek ini telah mencapai bumi sejak awal mula Ekspansi kosmologis. Diasumsikan alam semesta adalah isotropik, jarak ke ujung-ujung alam semesta teramati kira-kira sama ke segala arah. Maka, alam semesta teramati adalah sebuah volume bola yang pusatnya di pengamat. Setiap lokasi di alam semesta memiliki alam semesta teramatinya masing-masing, yang mungkin atau mungkin juga tidak tumpang tindih dengan yang berpusat di bumi.

Kata teramati di sini tidak ada hubungannya dengan kemampuan teknologi modern untuk mendeteksi radiasi dari objek di dalam daerah ini, melainkan dengan kemungkinan cahaya atau radiasi lain dari objek mencapai pengamat. Pada praktiknya, kita hanya dapat melihat cahaya sejauh ketika foton terbelah ketika masa rekombinasi. Hal ini terjadi ketika partikel pertama kali dapat melepas foton yang kemudian tidak cepat terserap kembali oleh partikel lainnya. Sebelum itu, alam semesta terisi oleh plasma yang tidak tembus cahaya ke foton. Gelombang gravitasi yang terdeteksi menandakan bahwa saat ini ada kemungkinan untuk mendeteksi sinyal non-cahaya dari masa sebelum rekombinasi.

Estimasi terbaik usia alam semesta hingga 2015 adalah 13,799±0,021 milyar tahun[5] namun karena adanya ekspansi ruang angkasa manusia mengamati objek yang awalnya sangat dekat namun saat ini menjadi sangat jauh, lebih dari jarak tetap 13,8 miliar tahun cahaya.[7] Diperkirakan diameter alam semesta teramati adalah sekitar 28.5 gigaparsecs (93 miliar tahun cahaya, 88×1026 meter or 5,5×1024 mil),[8] menjadikan ujung alam semesta teramati berjarak sekitar 46,5 miliar tahun cahaya.[9][10]

Ukuran

Gambar Hubble Ultra-Deep Field dari sebuah area di alam semesta teramati (Ukuran area langit setara ditampilkan di pojok kiri bawah), di dekat rasi bintang Fornax. Setiap titik adalah galaksi, mengandung miliaran bintang. Cahaya pergeseran merah galaksi yang amat kecil berasal dari 14 miliar tahun lalu.

Jarak pindah bersama dari bumi ke ujung alam semesta teramati sekitar 14,26 gigaparsecs (46.5 milyar tahun cahaya atau 4,40×1028 meter) ke segala arah. Maka alam semesta teramati berbentuk lingkaran dengan diameter sekitar 28.5 gigaparsecs[11] (93 Gly or 8,8×1026 m).[12] Diasumsikan ruang angkasa rata, ukuran ini sama dengan volume pindah bersama (comoving volume) sekitar 1,22×104 Gpc3 (4,22×105 Gly3 atau 3,57×1080 m3).[13]

Angka diatas adalah jarak sekarang (dalam waktu kosmologis), bukan jarak pada saat cahaya muncul. Misalnya, radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik yang kita saat ini dipancarkan saat foton terbelah, diperkirakan 380.000 setelah Ledakan Besar,[14][15] sekitar 13,8 miliar tahun lalu. Radiasi ini dipancarkan oleh materi yang seiring waktu terkondensasi menjadi galaksi, dan galaksi-galaksi ini sekarang diperkirakan berjarak 46 miliar tahun cahaya dari kita saat ini.[10][16] Untuk memperkirakan jarak ke materi pada waktu cahaya dipancarkan, kita dapat mencatat bahwa menurut Metrik Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker, digunakan untuk memodelkan alam semesta yang mengekspansi, jika pada saat ini kita menerima cahaya dengan redshift sebesar z, maka faktor skala pada waktu cahaya pertama kali dipancarkan dirumuskan dengan[17][18]

.

Hasil pengamatan 9 tahun WMAP digabungkan dengan pengukuran lainnya akan menghasilkan pergeseran merah pembelahan foton z = 1.091,64±0,47,[19] yang menyimpulkan bahwa faktor skala pada waktu foton membelah adalah ⅟1092.64. Maka jika materi yang awalnya dipancarkan latar belakang gelombang kosmik foton memiliki jarak saat ini sebesar 46 miliar tahun cahaya, maka waktu pada foton terpancar, jaraknya kira-kira hanya 42 juta tahun cahaya.

Diagram lokasi bumi kita pada alam semesta teramati. (Gambar alternatif.)

Lihat pula

Referensi

  1. ^ Itzhak Bars; John Terning (November 2009). Extra Dimensions in Space and Time. Springer. hlm. 27–. ISBN 978-0-387-77637-8. Diakses tanggal 2011-05-01. 
  2. ^ What is the Universe Made Of?
  3. ^ Paul Davies (2006). The Goldilocks Enigma. First Mariner Books. hlm. 43–. ISBN 978-0-618-59226-5. Diakses tanggal 1 July 2013. 
  4. ^ http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_matter.html January 13, 2015
  5. ^ a b Planck Collaboration (2015). "Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters (See Table 4 on page 31 of pfd)". arXiv:1502.01589 alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2015arXiv150201589P. 
  6. ^ Fixsen, D. J. (December 2009). "The Temperature of the Cosmic Microwave Background". The Astrophysical Journal. 707 (2): 916–920. arXiv:0911.1955 alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2009ApJ...707..916F. doi:10.1088/0004-637X/707/2/916. 
  7. ^ Davis, Tamara M.; Charles H. Lineweaver (2004). "Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the universe". Publications of the Astronomical Society of Australia. 21 (1): 97. arXiv:astro-ph/0310808 alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2004PASA...21...97D. doi:10.1071/AS03040. 
  8. ^ Itzhak Bars; John Terning (November 2009). Extra Dimensions in Space and Time. Springer. hlm. 27–. ISBN 978-0-387-77637-8. Diakses tanggal 1 May 2011. 
  9. ^ Frequently Asked Questions in Cosmology. Astro.ucla.edu. Retrieved on 2011-05-01.
  10. ^ a b Lineweaver, Charles; Tamara M. Davis (2005). "Misconceptions about the Big Bang". Scientific American. 
  11. ^ "WolframAlpha". Diakses tanggal 29 November 2011. 
  12. ^ "WolframAlpha". Diakses tanggal 29 November 2011. 
  13. ^ "WolframAlpha". Diakses tanggal 15 February 2016. 
  14. ^ "Seven-Year Wilson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Sky Maps, Systematic Errors, and Basic Results" (PDF). nasa.gov. Diakses tanggal 2010-12-02.  (see p. 39 for a table of best estimates for various cosmological parameters)
  15. ^ Abbott, Brian (May 30, 2007). "Microwave (WMAP) All-Sky Survey". Hayden Planetarium. Diakses tanggal 2008-01-13. 
  16. ^ Gott III, J. Richard; Mario Jurić; David Schlegel; Fiona Hoyle; et al. (2005). "A Map of the Universe" (PDF). The Astrophysical Journal. 624 (2): 463–484. arXiv:astro-ph/0310571 alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2005ApJ...624..463G. doi:10.1086/428890. 
  17. ^ Paul Davies (28 August 1992). The new physics. Cambridge University Press. hlm. 187–. ISBN 978-0-521-43831-5. Diakses tanggal 1 May 2011. 
  18. ^ V. F. Mukhanov (2005). Physical foundations of cosmology. Cambridge University Press. hlm. 58–. ISBN 978-0-521-56398-7. Diakses tanggal 1 May 2011. 
  19. ^ Bennett, C. L.; Larson, D.; Weiland, J. L.; Jarosik, N.; et al. (1 October 2013). "Nine-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Final Maps and Results". The Astrophysical Journal Supplement Series. 208 (2): 20. arXiv:1212.5225 alt=Dapat diakses gratis. Bibcode:2013ApJS..208...20B. doi:10.1088/0067-0049/208/2/20. 

Bacaan lanjutan

Pranala luar