Radiasi Latar Belakang Kosmik
Kita sekarang sudah mengetahui bahawa hidrogen
telah wujud dari awal alam ini dan merupakan elemen paling ringan.Kita juga
mengetahui galasi-galaksi bergerak menjauhi antara satu sama lain pada kelajuan
yang meningkat, yang menunjukkan alam ini (jirim dan tenaga) sentiasa
berkembang dan menyejuk. Ini telah disahkan untuk kita dengan penemuan radiasi
latar belakang kosmik (latar belakang gelombang mikro kosmik) yang wujud pada
semua bahagian alam pada kurang lebih 2.73 darjah Kelvin. Radiasi ini boleh diukur dari semua arah alam
ini.Kewujudannya telah diramalkan oleh ahli fizik George Gamow. Suhunya telah
dianggarkan secara teori pada 5 K, sebelum diukur dengan ketepatan tinggi di
mana telah ditunjukkan bahawa anggaran para saintis (5 K) adalah sangat hampir
dengan suhu radiasi latar belakang foton (2.73 K).
Kewujudan radiasi ini - atau foton - pada suhu
ini menunjukkan ia adalah kesan lebihan yang tinggal dari zaman sebelumnya, di
mana alam ini lebih kecil, hangat, dan penuh dengan radiasi atau foton, kerana
semakin alam ini berkembang, maka gelombang foton akan menjadi lebih panjang,
dan frekuensi serta suhu mereka akan menjadi lebih rendah. Tenaga foton adalah
berlawanan kadarnya dengan panjang gelombangnya.
Dapat disahkan dengan tepat melalui radiasi
latar belakang kosmik bahawa foton mempunyai lebih banyak tenaga di masa silam,
dan akibatnya, alam ini lebih hangat dan kecil. Ini dilaksanakan melalui
pengukuran tenaga foton-foton ini atau suhu radiasi latar belakang kosmik pada
suatu tempoh waktu sebelum sekarang. Pengukuran ini berkemungkinan kerana kita
tahu foton bergerak pada kelajuan cahaya, jadi foton yang telah sampai kepada
kita, tiba lewat dalam masanya bergantung kepada berapa jauh dari kita
peristiwa itu terjadi. Jika kita mengandaikan kita sedang memerhatikan sebuah
galaksi yang berada X tahun dari kita, ini bermakna kita sedang melihat dan
memerhatikan peristiwa yang terjadi X tahun yang lalu. Oleh itu jika kita boleh
meneliti tenaga foton, atau radiasi latar belakang kosmik pada galaksi
tersebut, dan didapati ia lebih tinggi dari suhu radiasi latar belakang di
sekeliling kita (yang kita ketahui suhunya 2.73 K), maka kita akan mengetahui
alam ini lebih hangat dan kecil pada waktu silam, lalu mengesahkan kesahihan
model piawai pada tahap ilmu yang tinggi. Malah, ini berkemungkinan dengan
kewujudan termometer kosmik, sianogen, yang melaluinya kita boleh menentukan
suhu radiasi latar belakang pada galaksi yang jauh, iaitu suhu radiasi latar
belakang kosmik, atau tenaga foton, sebelum masa sekarang. Inilah caranya
bagaimana saintis memilih model piawai atau teori dentuman besar.
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 494
Namun mengapa
sesiapa perlu menerima tafsiran ini? Atas alasan yang baik. Foton mengambil
masa untuk sampai kepada kita dari bahagian kosmos yang jauh, maka hakikatnya,
kita sedang melihat ke masa silam setiap kali kita melihat ke arah langit. Ini
bermakna, jika suatu penduduk galaksi yang jauh mengukur suhu radiasi latar
belakang kosmik lama sebelum kita bisa berbuat demikian, maka mereka akan mendapati
suhunya jauh lebih besar dari 2.73 darjah Kelvin kerana mereka mendiami alam
yang lebih muda, kecil dan panas berbanding hari ini.
Bolehkah dakwaan
berani ini diuji? Ya. Nampaknya bahan karbon dan nitrogen yang disebut sebagai
sianogen - terkenal kepada mereka yang dituduh sebagai pembunuh sebagai bahan
aktif untuk gas yang digunakan oleh penghukum mati mereka - akan menjadi
teransang apabila didedahkan kepada gelombang mikro. Jika gelombang mikro itu
lebih hangat dari RLK (Radiasi Latarbelakang Kosmik) kita, ia akan meransang
molekul tersebut dengan lebih efektif dari gelombang mikro kita. Maka bahan
sianogen tersebut akan bertindak sebagai termometer kosmik. Apabila kita
memerhatikan mereka pada galaksi yang lebih jauh dan lebih muda, sianogen tersebut
akan menunjukkan mereka berada di dalam latar belakang kosmik yang lebih hangat
dari sianogen di dalam galaksi kita. Dengan kata lain, galaksi tersebut akan
menjalani hidup yang lebih menarik dari kita. Dan memang benar begitu.
Spektrum sianogen
pada galaksi yang jauh menunjukkan ia
mempunyai suhu yang kita jangkakan untuk usia kosmik yang lebih muda.
Perkara ini tidak
boleh diada-adakan.
RLK telah memberi
lebih banyak manfaat kepada ahli astofizik berbanding sekadar memberikan bukti
kukuh kewujudan alam yang panas di awal kewujudannya dan seterusnya memberi
bukti kukuh untuk model dentuman besar. Nampaknya perincian foton yang terdiri
dalam RLK mempunyai banyak sekali makluman berkenaan kosmos sebelum dan selepas
alam ini menjadi lut sinar. Kami mendapati, sehingga waktu tersebut, iaitu
lebih kurang 380,000 tahun setelah dentuman besar, alam ini berada dalam
keadaan legap dan anda tidak akan dapat memerhatikan jirim terbentuk. Anda
tidak akan dapat melihat di mana kelompok galaksi mula membentuk. Sebelum
sesiapa, di mana sahaja mereka berada, dapat melihat pembentukan ini, foton
perlu mempunyai kemampuan untuk bergerak tanpa halangan, ke serata alam.
Apabila waktunya tepat, setiap foton akan memulakan perjalanan merentasi kosmos
sehingga ia berlanggar dengan setiap elektron yang berada di hadapannya.
Apabila semakin banyak foton melepaskan diri tanpa dipantulkan semula oleh
elektron (akibat elektron yang bergabung dengan nuklei untuk membentuk atom),
ia telah membentuk cangkerang berkembang foton yang disebutkan oleh ahli
astrofizik sebagai “permukaan serakan terakhir”. Cangkerang itu, yang terbentuk
dalam tempoh kira-kira seratus ribu tahun, menandakan
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 495
zaman di mana
hampir semua atom dalam kosmos terbentuk.
Pada waktu itu,
jirim di kawasan besar alam semesta sudah mula bergabung. Apabila jirim
bertambah, graviti juga akan menjadi lebih kuat, membolehkan lebih banyak jirim
untuk berkumpul. Kawasan yang banyak jirim tersebut menjadi benih untuk
pembentukan superkluster galaksi, sementara kawasan lain kekal kosong secara
relatif. Foton terakhir yang berserakan setelah berlanggar dengan elektron di
kawasan yang bersatu akan berkembang dengan cara berbeza, mereka mempunyai
spektrum yang lebih sejuk akibat dari medan graviti yang semakin menguat, yang
turut memakan tenaga mereka.
Sememangnya RLK
menunjukkan tempat yang lebih panas sedikit atau lebih sejuk sedikit dari
purata, biasanya dengan kira-kira seratus ribu darjah. Tempat yang panas dan
sejuk ini menandakan struktur terawal di dalam kosmos, penggumpalan pertama
jirim. Kita mengetahui bagaimana bentuk jirim di hari ini kerana kita melihat
galaksi, kelompok galaksi dan superkluster galaksi. Untuk mengetahui bagaimana
sistem ini terwujud, kita mengkaji radiasi latar belakang kosmik, sebuah
peninggalan masa silam jauh yang
mengkagumkan, masih memenuhi keseluruhan alam ini. Mengkaji corak pada RBK
boleh diibaratkan sebagai frenologi[a] kosmik:
kita boleh mengkaji bonggolan “tengkorak” alam yang muda dan darinya,
menyimpulkan tingkahlaku bukan sahaja alam yang “bayi”, malah yang dewasa.
Dengan menambah
pemerhatian alam tempatan dan jauh, ahli astronomi dapat menentukan pelbagai
sifat kosmik dari RBK. Sebagai contoh, dengan membandingkan saiz dan suhu
tempat-tempat yang lebih hangat dan sejuk, kita boleh menyimpulkan kekuatan
graviti pada alam yang muda, dan seterusnya, betapa cepat jirim berkumpul. Dari
situ, kita dapat merumuskan jumlah jirim biasa, jirim gelap dan tenaga gelap di
dalam alam ini (peratusannya adalah 4, 23 dan 73). Dari situ, adalah mudah
untuk menentukan samada alam ini akan berkembang selamanya, atau ia akan
menjadi perlahan atau semakin pantas apabila masa berlalu.
Jirim biasa adalah
jirim yang membentuk semua orang. Ia mengerahkan graviti dan dapat menyerap,
memancarkan dan berinteraksi dengan cahaya. Jirim gelap, seperti yang kita akan
lihat dalam Bab 4, adalah suatu bahan yang tidak diketahui sifatnya yang
menghasilkan graviti anmun tidak berinteraksi dengan cahaya dalam cara yang
kita ketahui. Dan tenaga gelap, seperti yang akan kita lihat dalam Bab 5, akan
mempercepatkan pecutan perkembangan kosmik, memaksa alam ini untuk berkembang
dengan lebih pantas dari biasa. Ujian frenologi kini mengatakan ahli kosmologi
memahami bagaimana alam bersikap
[a] Pent: Frenologi: Kajian tengkorak untuk mengenalpasti ciri-ciri akal.
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 496
pada waktu awalnya,
namun kebanyakan alam, samada yang lepas atau sekarang, terdiri dari perkara
yang mereka tidak ketahui sama sekali.
Tanpa mengira
kejahilan kita, hari ini, kosmologi mempunyai asas yang kuat. RLK membawa kesan
sebuah portal yang semua dari kita pernah melaluinya.[1]
Model piawai (teori dentuman besar) telah
diterima secara meluas. Kita dapat menyebutkan bahawa model pegun (atau teori
keadaan-tetap) oleh Fred Hoyle tidak lagi berada di dalam pertimbangan
saintifik. Kesahihan model piawai telah dibuktikan dengan keilmuan saintifik
berdarjat tinggi, serta hakikat bahawa semakin kita kembali kepada sejarah alam
ini, maka alam ini menjadi semakin tumpat, kecil dan hangat. Semakin alam
(jirim dan tenaga) ini meluas, maka semakin panjang gelombang foton tersebut
dan semakin rendah tenaga dan suhunya. Begitulah juga sebaliknya.
Pemerhatian pada
tahun 1974 ke atas penyerapan oleh keadaan putaran kedua bagi sianogen antara
bintang, telah menghasilkan intensiti radiasi pada panjang gelombang 0.132
sentimeter, bersamaan suhu 3 darjah Kelvin. Walau bagaimanapun, pemerhatian
sedemikian setakat ini hanya menetapkan had atas ketumpatan tenaga radiasi pada
panjang gelombang lebih pendek daripada 0.1 sentimeter. Hasilnya sangat
menggalakkan kerana ia menunjukkan ketumpatan tenaga radiasi tidak menurun
secara mendadak pada panjang gelombang lebih kurang 0.1 sentimeter, seperti
yang dijangkakan jika ini adalah radiasi jasad gelap. Bagaimanapun had atasan
ini tidak membenarkan kita mengesahkan ia adalah radiasi jasad gelap yang
sebenar, atau untuk menentukan suhu radiasi yang tepat.
Masalah ini baru
dapat diselesaikan dengan mengangkat penerima inframerah di atas atmosfera
bumi, samada dengan belon atau sebuah roket. Eksperiman ini sangat sukar dan
pada awalnya tidak memberi hasil yang konsisten, dan berselang seli memberi
galakan kepada mengikut aliran kosmologi standard mahupun penentangnya.
Kumpulan roket Cornell mendapati lebih banyak radiasi pada gelombang pendek
dari apa yang dijangkakan dari pengagihan jasad gelap Planck,
________________
[1] Sumber (Tyson dan Smith - Permulaan): ms 46 49
Dr.. Neil Tyson (1958) ahli fizik dan
astronomi Amerika.
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 497
sementara belon
kumpulan M.I.T mendapat keputusan yang secara kasar konsisten dengan apa yang
dijangkakan dari radiasi jasad gelap. Kedua-dua kumpulan meneruskan kajian
mereka, dan pada tahun 1972, kedua kumpulan melaporkan keputusan yang
menunjukkan sebuah pengagihan jasad gelap dengan suhu yang mendekat 3° K. Pada
tahun 1976, kumpulan belon Berkeley mengesahkan ketumpatan tenaga radiasi terus
menurun untuk panjang gelombang pendek pada julat 0.25 sentimeter kepada 0.06
sentimeter, dengan cara yang dijangkakan untuk suhi antara 0.1° K dari 3° K.
Kini isu ini nampaknya telah selesai bahawa radiasi latar belakang kosmik
adalah radiasi jasad gelap, dengan suhu yang mendekati 3° K.[1]
Apa yang tinggal adalah potensi untuk model
baru untuk muncul, atau sebuah versi yang disemak semula untuk model lama yang
menjelaskan alam ini. Menurut ahli fizik, ini bukanlah mustahil.
“Versi asal
kosmologi keadaan-tetap nampaknya telah dibatalkan oleh pelbagai pemerhatian
astronomi, yang paling ketara adalah penemuan radiasi gelombang mikro pada
tahun 1964 yang merupakan tinggalan dari zaman ketika alam ini lebih panas dan
tumpat. Tidak mustahil bahawa idea berkenaan keadaan-tetap akan dihidupkan
semula pada skala yang lebih besar, dalam teori kosmologi masa hadapan di mana
perkembangan alam sekarang ini rupanya hanyalah pembuaian di dalam sebuah alam
yang abadi namun saling berflaktuasi, yang mana secara puratanya, sama
sahaja. Wujud juga jalan yang lebih
halus yang mana keadaan awal mungkin dapat dirumuskan dari hukum terakhir.
James Hartle dan Stephen Hawking telah mencadangkan satu cara gabungan antara
fizik dan sejarah ini mungkin akan ditemui di dalam aplikasi mekanik kuantum ke
atas keseluruhan alam. Kosmologi kuantum adalah perkara yang sangat kontroversi
di kalangan ahli teori; masalah konsep dan matematiknya sangat sukar, dan
nampaknya, kita tidak bergerak ke arah penyelesaian yang jelas.[2]
___________________________
[1] Sumber (Weinberg - Tiga minit pertama kehidupan alam
semesta): ms 82 83
[2] Sumber (Weinberg - Dreams of the Final
Theory): ms 39
Rajah 27: Peta langit (dengan frekuensi yang berbeza) seperti yang Dilihat oleh Satelit Planck.
Sumber[1] : ESA - Agensi Angkasa Eropah
_______________________
[1] Sumber: Agensi Angkasa Eropah.
Imej: PETA FREKUENSI PLANCK ALL-SKY - ESA - Agensi
Angkasa Eropah.
Tersedia di: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2013/04/Planck_all-sky_frequency_maps
Sebelum ✡✡ Kandungan ✡✡ Berikutnya
Tiada ulasan:
Catat Ulasan