Catatan editor: Artikel "Alam Semesta Mungkin 250 Kali Lebih Besar Dari Yang Dapat Diperhatikan" memicu perbincangan yang cukup besar di kalangan pembaca kami, dengan beberapa yang menyarankan UT harus mempunyai serangkaian artikel mengenai kosmologi - Kosmologi 101, jika anda mahu. Penulis terbaru kami, Vanessa D'Amico, yang menulis artikel di atas, memulakan siri Cosmology 101 hari ini, bermula sejak awal.
Bagaimana alam semesta bermula? Ini adalah salah satu soalan yang paling mendesak dalam kosmologi, dan mungkin akan timbul untuk sementara waktu. Di sini, saya akan mulakan dengan menjelaskan apa yang difikirkan oleh para saintis mengenai pengetahuan mereka mengenai detik formatif pertama kehidupan alam semesta. Kemungkinan besar, ceritanya tidak seperti yang anda fikirkan.
Pada mulanya, ada ... baik, kita sebenarnya tidak tahu. Salah satu kesalahpahaman yang paling umum dalam kosmologi adalah bahawa alam semesta bermula sebagai koleksi bahan yang sangat kecil dan tidak dapat dibayangkan yang tiba-tiba meletup, sehingga menimbulkan ruang seperti yang kita ketahui. Terdapat sejumlah masalah dengan ide ini, tidak kurang dari semua anggapan yang tersirat dalam suatu peristiwa yang disebut "bang." Sebenarnya, tidak ada yang "dipukul." Gagasan letupan mengingatkan kita akan arus bahan yang berkembang, secara beransur-ansur memenuhi ruang di sekitarnya; namun, ketika alam semesta kita dilahirkan, tidak ada ruang. Tidak ada masa juga. Tidak ada kekosongan. Terdapat secara harfiah tiada apa-apa.
Kemudian alam semesta dilahirkan. Tenaga yang sangat tinggi semasa 10 yang pertama-43 detik hidupnya menjadikan para saintis sangat sukar untuk menentukan sesuatu yang meyakinkan mengenai asal usul kosmos. Sudah tentu, jika ahli kosmologi betul tentang apa yang mereka percaya mungkin berlaku seterusnya, itu tidak menjadi masalah. Menurut teori inflasi, sekitar 10-36 saat, alam semesta mengalami masa pengembangan eksponensial. Dalam masa beberapa seperseribu saat, ruang meningkat dengan faktor kira-kira 1078, dengan cepat memisahkan kawasan yang dulunya bersebelahan dengan jarak yang tidak dapat diduga dan meletupkan fluktuasi kuantum kecil dalam struktur ruang masa.
Inflasi adalah teori yang menarik untuk beberapa sebab. Pertama sekali, ini menjelaskan mengapa kita melihat alam semesta menjadi homogen dan isotropik pada skala besar - iaitu, ia kelihatan sama di semua arah dan kepada semua pemerhati. Ia juga menjelaskan mengapa alam semesta kelihatan rata, bukannya melengkung. Tanpa inflasi, alam semesta yang rata memerlukan keadaan awal yang sangat baik; namun, inflasi mengubah penyesuaian ini menjadi tipuan skala. Analogi biasa: tanah di bawah kaki kita kelihatan rata (walaupun kita tahu bahawa kita hidup di planet sfera) kerana kita manusia jauh lebih kecil daripada Bumi. Begitu juga, alam semesta yang melambung sangat besar jika dibandingkan dengan bidang pandangan tempatan kita sehingga nampaknya rata secara spasial.
Seiring dengan teori, akhir inflasi memberi jalan kepada alam semesta yang kelihatan sedikit lebih mirip dengan yang kita amati hari ini. Tenaga vakum yang mendorong inflasi tiba-tiba berubah menjadi jenis tenaga yang berbeza - jenis yang boleh membuat zarah unsur. Pada ketika ini (hanya 10-32 beberapa saat selepas kelahiran alam semesta), suhu persekitaran masih terlalu panas untuk membina atom atau molekul dari zarah-zarah ini; tetapi ketika detik berlalu, ruang mengembang dan menyejuk ke titik di mana quark dapat berkumpul dan membentuk proton dan neutron. Foton bertenaga tinggi terus mengelilingi, proton dan elektron bercas yang menarik dan berterusan.
Jadi apa yang berlaku seterusnya? Bagaimana sup jirim dan sinaran yang huru-hara ini menjadi luas struktur teratur yang kita lihat sekarang? Apa yang akan berlaku kepada alam semesta di masa hadapan? Dan bagaimana kita tahu bahawa ini adalah cara cerita dilancarkan? Pastikan anda melihat beberapa ansuran berikutnya dari Cosmology 101 untuk jawapan kepada soalan-soalan ini dan banyak lagi!
