sejarah alam semesta

1

SejarahAlam Semesta

Premana W. PremadiAstronomi - FMIPA - Institut Teknologi Bandung

Kuliah Umum Astronomi, ITB, 8 Mei 2007

Perspektif 1: Dari kita ke alam raya

Hubble Deep Field 1996

Perspektif 2: Dari Saturnus ke kitaCassini 2006 Kosmologi Standard

(1) Prinsip Kosmologi (Principle of Mediocrity):-Homogen dan isotropik pada skala besar (≥ 100 Mpc)-Kita tak menempati posisi istimewa

⇒ Geometri Robertson-Walker

(2) Gravitasi dominan pada skala besar dandideskripsikan oleh Relativitas Umum Einstein

Geometri ruangwaktu ⇔ distribusi energi-massa

(1) + (2) : model dinamika Friedmann-Lemaître

2

Friedmann-Lemaître-Robertson-WalkerBig Bang

• Alam semesta mengembang dan mendingin• Ada singularitas awal yang letaknya dalam waktu

lampau berhingga dari sekarang⇒ ada awal!

Pendukung:- Gerak menjauh galaksi-galaksi- Radiasi Latar Belakang Kosmik- Kelimpahan unsur-unsur primordial- Pembentukan struktur skala besar

Gerak menjauh galaksi-galaksi

Pergeseran panjang gelombang – kecepatan - jarak

4350 km/s

0 km/s

31400 km/s

Alam semesta memuai dan mendingin

3

Sejarah Pembentukan Struktur mulai dari Partikel Fundamental

ATOM

Tersusunatas

partikelfundamental

Dominasiruanghampa

Pembentukan Inti Atom Segera Setelah Big Bang

REAKSI

d: Deuteron (inti: proton + neutron)Hidrogen3 Helium4Helium3 Helium4

Dalam reaksi yang melibatkan foton

Deuteron Hidrogen3 Helium4Helium3 Helium4

Dalam reaksi tanpa foton

Laju dan keberlanjutan reaksibergantung pada suhu dan ratio jumlahproton:neutron.

Hasil akhir:

Pembentukan Inti Atom Segera Setelah Big Bang

HASIL

4

Photon terbebas dari hamburan oleh elektronCosmic Microwave Background: Radiasi Elektromagnetik terdini

Umur : 3 menitSuhu : milyard KelvinProses: pembentukan inti atom ringan

selesai

Umur : 400 ribu tahunSuhu : ribuan KelvinProses: kombinasi inti atom + elektron

WMAP

Pembentukan Struktur Skala Besarmekanisme evolusi global sebagai konsekuensi natural

daerah dengan kerapatan tinggi berekspansi lebih lambat, bahkan runtuh

Berjalanmaju

dalam waktu

Melihatke belakang

Laju fotonterbatas

Ada cakrawalaakses

informasi

EvolusiPertumbuhan

StrukturSkala Besar

skala besar: sederhana(gravitasi)

skala kecil: kompleks(elektromagnetik, gravitasi, kuantum)

5

Jaringan awan hidrogen pembentuk bintang & galaksi

Gugus Galaksi

Sistemgravitasional

terbesar

Galaksi dalam berbagai bentuk warna dan ukuran

6

Lubang Hitam, Piringan Akresi, Jet, dan Galaksi Berinti Aktif

A Star is Born!Bintang-bintang pertama lahir saat umur alam semesta ratusan juta tahun

Loeb 2006

7

Daerah Pembentukan Bintang

Tricrescent-goldman

SUPERNOVAAkhir periode radiatiftermonuklir bintang

• Pengkayaan unsur kimia• Gelombang kejut• Magnetohidrodinamika

rumit

Proses fisis

- skala besar:sederhana(gravitasi)

- skala kecil:amat kompleks

(elektromagnetik, gravitasi, kuantum)

8

Menimbang gugus galaksiSinar-X dari gas panas Lensa Gravitasi (seluruh massa)

Selisih: massa gelap

Mengukur Jarakmenggunakan Supernovae Type Ia

Supernovae Type Iamekanisme dan sifat intrinsik dipahami

Diagram Hubble Alam Semesta Mengembang Semakin Cepat ?

9

Jaringan galaksi

Manusiadi antara yang terkecil dan yang terbesar Refleksi: eksistensi kita dalam ruangwaktu

10

Ikuticahaya ituhingga

ke ujung dunia