Bentuk alam semesta
Bentuk alam semesta tidak dapat didiskusikan dengan istilah sehari-hari, karena semua istilah haruslah istilah relativitas Einstein. Oleh karena itu, geometri alam semesta bukanlah geometri Euclidean biasa dalam kehidupan kita sehari-hari.
Menurut teori relativitas khusus, adalah mustahil untuk mengatakan apakah dua peristiwa yang berbeda terjadi pada waktu yang sama jika peristiwa-peristiwa itu terpisah dalam ruang. Berbicara tentang "bentuk alam semesta (pada suatu titik waktu)" adalah naif dari sudut pandang relativitas khusus. Karena relativitas simultanitas, kita tidak dapat berbicara tentang titik-titik yang berbeda dalam ruang sebagai "pada titik waktu yang sama" atau, oleh karena itu, tentang "bentuk alam semesta pada suatu titik waktu".
Apa yang dilakukan astrofisikawan adalah bertanya apakah model tertentu dari alam semesta konsisten dengan apa yang diketahui melalui pengamatan dan pengukuran alam semesta. Jika alam semesta yang dapat diamati lebih kecil dari seluruh alam semesta (dalam beberapa model itu banyak urutan besarnya lebih kecil atau bahkan sangat kecil), pengamatan terbatas pada bagian dari keseluruhan.
Pertimbangan bentuk alam semesta dapat dibagi menjadi dua:
- geometri lokal, yang terutama berkaitan dengan kelengkungan alam semesta, terutama di alam semesta yang dapat diamati, dan
- geometri global, yang berhubungan dengan topologi alam semesta secara keseluruhan, yang pengukurannya mungkin tidak dapat dilakukan.
Alam semesta yang dapat diamati adalah dasar untuk menguji model alam semesta apa pun. Ini adalah volume bola (bola) yang berpusat pada pengamat, terlepas dari bentuk alam semesta secara keseluruhan. Setiap lokasi di alam semesta memiliki alam semesta teramati sendiri, yang mungkin atau mungkin tidak tumpang tindih dengan yang berpusat di Bumi.
Pengukuran terbaru telah membuat NASA menyatakan, "Kita sekarang tahu bahwa alam semesta datar dengan hanya margin kesalahan 0,4%". Dalam satu model, model FLRW, bentuk alam semesta yang paling populer saat ini yang ditemukan sesuai dengan data pengamatan adalah model datar tak terbatas. Ada model-model lain yang juga cocok dengan data.
Visualisasi alam semesta teramati tiga dimensi 93 miliar tahun cahaya - atau 28 miliar parsec. Skalanya sedemikian rupa sehingga butiran-butiran halus mewakili kumpulan sejumlah besar superkluster. Superkluster Virgo - rumah dari Bima Sakti - ditandai di tengah, tetapi terlalu kecil untuk dilihat dalam gambar.
Pertanyaan dan Jawaban
T: Bagaimana bentuk alam semesta menurut pengamatan saat ini?
J: Menurut pengukuran terbaru, NASA menyatakan bahwa alam semesta berbentuk datar dengan hanya 0,4% margin kesalahan.
T: Bagaimana relativitas khusus mempengaruhi pemahaman kita tentang bentuk alam semesta?
J: Karena relativitas keserentakan, mustahil untuk mengatakan apakah dua peristiwa yang berbeda terjadi pada saat yang sama jika peristiwa tersebut terpisah di ruang angkasa. Ini berarti bahwa kita tidak dapat mengatakan bahwa titik-titik yang berbeda di ruang angkasa berada "pada titik waktu yang sama" atau, oleh karena itu, "bentuk alam semesta pada suatu titik waktu".
T: Jenis geometri apa yang digunakan para astrofisikawan ketika membahas bentuk alam semesta?
J: Para astrofisikawan menggunakan relativitas Einstein ketika membahas dan menguji model-model untuk mendeskripsikan dan memprediksi berbagai aspek di alam semesta. Mereka juga mempertimbangkan geometri lokal yang berkaitan dengan kelengkungan dan geometri global yang berkaitan dengan topologi.
T: Apakah setiap lokasi di alam semesta merupakan bagian dari alam semesta yang teramati?
J: Ya, setiap lokasi di alam semesta memiliki alam semesta teramati sendiri yang mungkin tumpang tindih atau tidak dengan alam semesta yang berpusat di Bumi.
T: Apa yang dimaksud dengan 'datar' ketika merujuk pada model untuk menggambarkan/memprediksi aspek-aspek alam semesta?
J: Dalam salah satu model, yaitu FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker), 'datar' merujuk pada model datar tak terbatas yang paling cocok dengan data pengamatan. Artinya, ruang angkasa tampak seragam di mana pun Anda melihat dan tidak ada kurva atau lengkungan dalam model ini.
T: Apakah ada model lain yang sesuai dengan data pengamatan selain model datar tak terbatas FLRW?
J: Ya, ada model-model lain yang juga cocok dengan data observasi selain model datar tak terbatas FLRW.
