Kosmologi Ide Dasar Alam semesta dimulai sejak dentuman

Kosmologi Ide Dasar : Alam semesta dimulai sejak dentuman besar milyaran tahun yang lalu dan terus mengembang sejak saat itu.

Hubble Deep Field 1996

Kerapatan menentukan bentuk dan ukuran

Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker Big Bang • Alam semesta mengembang dan mendingin • Ada singularitas awal yang letaknya pada waktu lampau yang berhingga dari sekarang → ada awal! Pendukung: - Gerak menjauh galaksi-galaksi - Radiasi Latar Belakang Kosmik - Kelimpahan unsur-unsur primordial - Pembentukan struktur skala besar

Edwin Hubble dan Penemuan Galaksi • Hubble – Teleskop terbesar – Menggunakan bintang variabel cepheid (standard candle) untuk mengukur jarak nebula • Galaksi – Hubble menemukan bahwa alam semesta adalah milyaran galaksi • Kosmologi

Jenis Galaksi • • Spiral Elliptical Irregular & Katai Active galaksi – quasars

Galaksi dalam berbagai bentuk warna dan ukuran

Pergeseran Merah dan Hukum Hubble • Pergeseran merah atau redshift (“frekuensi melemah”) • Dari redshift bisa dihitung kecepatan (menjauh) galaksi

Pergeseran Merah dan Hukum Hubble • Hukum Hubble – Semakin jauh galaksi, semakin cepat menjauhnya – v=H x d

Pergeseran Merah dan Hukum Hubble • Untuk Alam Semesta Datar (Flat Universe) – Umur alam semesta: T=1/H Jika konstanta Hubble 70 km/s/Mpc, maka umur alam semesta adalah 14 miliar tahun (? ). – Jarak obyek langit: d=v/H

Dentuman Besar (Big Bang) • Dentuman Besar – Alam semesta dimulai pada waktu tertentu di masa lalu, dan terus mengembang sejak saat itu

Beberapa Analogi Raisin -Bread Dough Analogi Balon yang Mengembang

Alam semesta memuai dan mendingin Sejarah termal alam semesta. Suhu adalah satu parameter penentu terjadinya proses fisis

ATOM Tersusun atas partikel fundamental Dominasi ruang hampa

Struktur Skala Besar Alam Semesta • Kelompok lokal – Bimasakti, galaksi Andromeda, dan lainnya • Kelompok, gugus, supergugus • Voids

• Kelompok lokal – Bimasakti, galaksi Andromeda, dan lainnya

Pembentukan Struktur Skala Besar mekanisme evolusi global sebagai konsekuensi natural daerah dengan kerapatan tinggi berekspansi lebih lambat, bahkan runtuh Pembentukan struktur perlu fluktuasi kecil di atas homogenitas

Evolusi Pertumbuhan Struktur Skala Besar skala besar: sederhana (gravitasi) skala kecil: kompleks (elektromagne tik, gravitasi, kuantum)

Gugus Galaksi Sistem gravitasional terbesar

Interaksi antar galaksi

Bukti Keberadaan Dentuman Besar • Pengembangan Alam Semesta – Alam semesta Big Bang dan steady-state • The Cosmic Microwave Background – Penzias and Wilson • Akhir teori steady-state • Kelimpahan Unsur Ringan – Hidrogen, helium, and lithium

Proses fisis - skala besar: sederhana (gravitasi) - skala kecil: amat kompleks (elektromagnetik, gravitasi, kuantum)

Mengukur Jarak menggunakan Supernovae Type Ia

Supernovae Type Ia mekanisme dan sifat intrinsik dipahami <lilin penentu jarak (standard candle)>

Diagram Hubble Alam Semesta Mengembang Semakin Cepat?

Evolusi Alam Semesta

Beberapa Karakteristik Umum Alam Semesta yang Mengembang • Semua materi memanas ketika diberi tekanan – Dentuman Besar yang Panas • Pembekuan – Perubahan pada alam semesta

Empat Gaya Fundamental Alam

10 -43 Detik: Pembekuan Seluruh Gaya • Dua gaya fundamental – Gravitasi – Gaya Strong-electroweak • Batas pemahaman tentang alam semesta

10 -35 Detik: Pembekuan Gaya Electroweak dan Strong • Tiga gaya fundamental • Pemusnahan antimateri – Galaksi adalah materi – Mengapa? • Proton yang tersisa • Inflasi – Pengembangan singkat yang cepat • Common temperature

10 -10 Detik: Pembekuan Gaya Lemah dan Elektromagnetik • Empat gaya fundamental • Pemercepat Partikel – Experimental evidence for evolution of universe

10 -5 Detik: Pembekuan Partikel Dasar • Partikel dasar terbentuk • Awal – Quark dan lepton • Selanjutnya – Hadron dan lepton • Electron, proton dan neutron

Tiga Menit: Pembekuan Inti Atom • Inti atom menjadi stabil • Hanya inti atom H, He and Li • Plasma

Sebelum Satu Juta Tahun: Pembekuan Atom • Pembentukan Atom • Radiasi dilepaskan – Cosmic microwave background • Masalah galaksi

Materi Gelap dan Riak di Permulaan Waktu • Materi gelap – Pengukuran efek gravitasi • Atom Hidrogen • Pembentukan materi gelap (pertanyaan yang harus dijawab) – Sebelum atom terbentuk? – Formed clumps? • Riak di permulaan waktu – Pengumpulan materi terang

Komposisi alam semesta

Akhir Alam Semesta • Alam semesta yang terbuka, tertutup atau datar • Data terbaru – Massa alam semesta • Alam semesta terbuka – Supernova tipe Ia • Energi gelap – 70% massa alam semesta • Masa depan – Bergantung pada energi gelap – Big Rip

Quiz: 15 menit Jawab semua pertanyaan dengan jelas 1. Untuk flat universe, sebuah galaksi diketahui mempunyai kecepatan menjauhnya 150. 000 km/det dan konstanta Hubble 60 km/det/Mpc. Berapa jarak galaksi tsb. ? [dalam tahun cahaya] 2. Meninjau evolusi bintang dan/atau evolusi alam semesta, apakah mungkin manusia hidup ketika umur alam semesta baru sejuta tahun?