Radiasi Latar Belakang Kosmik

Kita mulai dari teori mengenai kelahiran alam semesta. Salah satu teori yang paling didukung saat ini adalah teori big bang. Teori yang diajukan oleh George Gamow, seorang profesor Fisika berkebangsaan Amerika dengan beberapa mahasiswanya. Teori ini menyatakan bahwa semua materi yang terdapat dialam semesta berasal dari suatu massa tunggal dengan kerapatan amat besar menterupai atom raksasa. Dalam keadaan ini, alam semesta memiliki suhu dan energi yang amat besar. suatu ledakan maha dasyat (dentuman besar atau biasa disebut dengan istilah big bang) menceraikan massa tunggal ini untuk kemudian membentuk tahapan awal alam semesta.

anneahira.com

Gambar 1. Perkiraan Dentuman Besar atau Big Bang

Dua mahasiswa Gamow, Ralph Alpher dan Robert Herman, pada tahun 1949 memperkirakan bahwa suhu rata-rata alam semesta saat ini sebagai salah satu konsekuensi dari ledakan besar di masa lalu serta berkembangnya alam semesta adalah berkisar pada 5 K (-268⁰K). Sayangnya mereka tidak sempat mengusulkan eksperimen dengan teleskop radio untuk mengukur radiasi latar belakang kosmik (cosmic microwave background atau CBM), yang dihasilkan oleh radiasi isotropik 5 K.
CBM justru ditemukan secara tidak sengaja oleh dua fisikawan Instrumen, Arno Penzias dan Robert Wilson, pada tahun 1964 dalam bentuk derau (noise) radio yang sangat membingungkan mereka. Teleskop radio yang mereka gunakan untuk menangkap derau yang berasal jauh dari angkasa luar, tetapi sinyal itu tidak bergantung pada arah fokus teleskop serta tidak bergantung juga pada waktu pengamatan. Pengukuran yang mereka lakukan mengantarkan kepada kesimpulan bahwa derau tersebut merupakan radiasi gelombang mikro dengan panjang gelombang 7 centi metter yang merupakan fossil ledakan Big Bang. Penzias dan Wilson dianugrahi hadiah Nobel pada tahun 1978 karena penemuan ini.

 

www.bbc.co.uk

Gambar 2. Teleskop Radio yang digunakan Penzias dan Wilson

Telah anda ketahui bahwa hubungan antara suhu dan panjang gelombang radiasi berintensitas maksimum untuk distribusi radiasi benda hitam dapat diperoleh dengan hukum distribusi pergeseran Wien . Pengukuran yang dilakukan oleh Penzias dan Wilson tidak persis tepat pada puncak distribusi. Namun kegigihan dan keyakinan para ilmuan yang terus menerus melakukan pengukuran akhirnya berbuah. Setelah selama 2 dekade, pada tahun 1991, dengan menggunakan satellit COBE berhasil mengkonfirmasi distribusi radiasi benda hitam CBM dengan akurasi yang sangat mengesankan (lihat gambar 3). Dari distribusi tersebut diperoleh kesimpulan bahwa suhu alam semesta saat ini lebih dari 10 miliar tahun setelah Big Bang adalah 2,726 Kelvin.

Sumber: Fisika SMA

Gambar 3. Distribusi Pergeseran Wien untuk Radiasi Kosmik

Pengukuran secara akurat radiasi latar belakang kosmik atau CBM ini pada gambar diatas dilakukan oleh dua astrofisikawan Amerika, John C. Mather dan George F. Smoot, yang dipublikasikan pada jurnal Astrophysics tahun 1990 dan 1992. Untuk jasa mereka dianugrahi dengan hadiah Nobel Fisika tahun 2006.
Selain berhasil mengukuhkan teori Big Bang, hasil pengukuran kedua pemenang Nobel Fisika 2006 ini memperlihatkan bahwa Kosmologi (ilmu yang mempelajari asal usul, evolusi, isi dan organisasi keseluruhan alam semesta) bukan lagi merupakan spekulasi filosofis tetapi perhitungan-perhitungan kosmologi dapat dibandingkan dengan data eksperimen yang tepat dan akurat. Kosmologi modern disebut sebagai “presision science”.
Dengan beberapa pembuktian secara fisik dan eksperimen ini teori mengenai kejadian asal muasal alam semesta menjadi lebih fokus pada teori Big bang yang telah terjadi hampir 10 miliar tahun yang lalu. Walaupun kenyataannya kita semua belum tahu betul apakah sebenarnya yang benar-benar menjadi asal muasal alam semseta ini. Ilustrasi asal muasal alam semesta saat ini hanyalah beberapa terkaan para peneliti yang telah didukung oleh beberapa eksperimen yang kuat sehingga dapat diterima.

  prancer.physics.louisville.edu

Gambar 4. Ilustrasi Asal Muasal Alam Semesta

Nah bagaimanakah dengan anda? Tertarikkah dengan penelitian-penelitian untuk mengungkap lebih banyak lagi rahasia alam semesta dengan menggunakan ilmu Fisika? siapa tahu kelak anda akan menjadi seorang astrodisikawan Kebanggaan bangsa yang banyak berperan dalam diskusi-diskusi ilmuah internasional tentang kosmologi. Semua akan mungkin jika dibarengi dengan kerja keras dan perjuangan tanpa batas. Kemustahilan merupakan sebuah kepastian untuk keputusasaan namun keberhasilan adalah keniscayaan untuk sebuah kerja. Seperti halnya Hukum thermodinamiika 1 yang menyatakan bahwa energi yang dikeluarkan akan menghasilkan energi dalam wujud dan bentuk baru yang merupakan hasil dari serangkaian panjang proses. Siapa dan bagaimana hanya anda yang tahu jawabannya.