Kuliah Bersama KONSEP FISIKA Relativitas, Tata Surya, dan Alam Semesta Yang Mengembang

  Penyusun: Dr.rer.nat. Muhammad Farchani Rosyid Kelompok Penelitian Kosmologi, Astrofisika, dan Fisika Matematik Kuliah Bersama Kuliah Bersama Universitas Gadjah Mada KONSEP FISIKA KONSEP FISIKA Relativitas, Tata Surya, Relativitas, Tata Surya, dan Alam Semesta Yang dan Alam Semesta Yang Mengembang Mengembang

  Sebelum Einstein, Galileo Galilei sudah mengusulkan suatu teori relativitas. Teori relativitas ini dikenal sebagai teori relativitas Galileo:

  t‘ = t, x‘= x – vt, y‘ = y, z‘ = z

  Tetapi, relativitas Galileo memperlihatkan berbagai kelemahan terutama apabila diterapkan untuk hukum- hukum elektromagnetika yang tersaji melalui empat persamaan Maxwell. Tegasnya, relativitas Galileo hanya berlaku untuk mekanika Newton, tetapi tidak untuk elektromagnetika Maxwell.

• • Berangkat dari kenyataan semacam itu, terdapat

  beberapa kemungkinan tentang keberadaan suatu teori relativitas:

• ----------------------------------------------------------

  Kemungkinan Pertama :

  Suatu relativitas yang hanya berlaku untuk mekanika Newton saja, tidak untuk elektromagnetika Maxwell. Dalam elektromagnetika Maxwell harus ada kerangka acuan istimewa

tempat hukum-hukum elektromagnetika Maxwell

berlaku. Kerangka ini disebut kerangka acuan ether.

• --------------------------------------------

  • Untuk menentukan kebenaran kemungkinan ini, orang harus membuktikan keberadaan ether, yakni apakah ether benar-benar ada, sebagai
• ----------------------------------------------------------------- Kemungkinan Kedua :

  Suatu relativitas yang berlaku baik untuk mekanika Newton maupun untuk suatu teori elektromagnetika tetapi bukan teori elektromagnetika Maxwell karena elektromagnetika Maxwell salah.

• ----------------------------------------------------------------- • Jika kemungkinan ini benar, maka

  elektromagnetika Maxwell harus dirombak sehingga diperoleh sebuah teori elektromagnetika yang sejalan dengan relativitas semacam itu.

• -----------------------------------------------------------------

  Kemungkinan Ketiga :

  Suatu relativitas yang berlaku baik untuk teori

elektromanegtika Maxwell maupun untuk suatu

mekanika tetapi bukan mekanika Newton karena

mekanika Newton salah.

• -----------------------------------------------------------------

  • Jika kemungkinan ini benar, maka suatu teori mekanika baru perlu dibangun kembali untuk mengganti mekanika Newton.

• Morley tahun 1881 dan Michelson tahun 1887 menyusun sebuah eksperimen yang bertujuan untuk mengukur kecepatan ether. Eksperimen ini tidak menemukan jejak- jejak keberadaan ether. Bahkan sebaliknya, mereka menemukan hal-hal yang bertentangan dengan keberadaan ether.
• Pada tahun 1909, Bucherer melakukan suatu eksperimen guna mengukur kecepatan partikel-partikel bertenaga tinggi. Dari pengukuran yang dilakukannya, Bucherer mendapatkan kesimpulan bahwa kemungkinan pertama dan kedua harus dilupakan.
• Artinya, diperlukan perumusan suatu mekanika baru guna menggantikan mekanika Newton dan yang menjelma menjadi mekanika Newton bilamana diterapkan untuk sistem-sistem berkelajuan rendah.

• Kerangka acuan inersial:

  Kerangka acuan tempat hukum Newton

  tentang gerak berlaku.

• • Contoh kerangka acuan yang tak inersial:

• seseorang berada dalam mobil yang dipercepat
• seseorang yang berada dalam mobil yang diperlambat

• - seseorang yang berada di atas komidi putar yang sedang berputar

• seseorang yang berada di atas Bumi
Dua Postulat Einstein

• Teori Relativitas Khusus Einstein memuat dua postulat :

• -------------------------------------------------------

  Postulat Pertama :

  Semua hukum fisika (yang tersaji dalam bentuk persamaan-persamaan matematis) mempunyai bentuk yang sama pada semua kerangka acuan inersial.

  (kovariansi hukum-hukum fisika) Postulat Kedua :

  Laju perambatan cahaya bernilai sama di semua kerangka acuan inersial.

  (invariansi cepat-rambat cahaya)

Akibat Postulat Einstein

• Jika cepat rambat cahaya c invarian (sama di semua kerangka inersial), maka gagasan Newton tentang ruang dan waktu mutlak harus dilupakan.
• Jadi, setiap pengamat pada setiap kerangka

  inersial memiliki waktunya masing-masing dan

  membawa sistem koordinatnya masing-masing.

• • Pengamat pada kerangka-kerangka inersial yang

  berbeda tidak akan sepakat tentang tempat dan waktu terjadinya suatu peristiwa.

• Ruang (x,y,z) tidak terpisah dari waktu t

  Ruang (x,y,z) dan waktu t → ruang-waktu (ct,x,y,z)

• Ruang-waktu ini disebut ruang Minkowski. Setiap titik dalam ruang-waktu menandakan tempat suatu peristiwa terjadi dan sekaligus waktunya.
• Titik-titik anggota ruang ini disebut peristiwa.
• Kurva yang dilalui oleh benda dalam ruang Minkowski disebut garis dunia (worldline).
• Sembarang benda selalu bergerak dalam ruang-

  waktu, meskipun benda itu diam di posisi tertentu

ruang waktu garis dunia

  A B garis dunia

Pertanyaan:

• • Buatlah sketsa yang menggambarkan

  garis dunia bagi sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan!

• • Buatlah sketsa yang menggambarkan

  garis dunia bagi sebuah benda yang bergerak melingkar dipercepat!

• Perhatikan besaran s

  2 = c

  2 (t’ - t)

  2

  2

  2

  2 = c

• (x’-x)
• (y’-y)
• (z’-z)
• - r

  2 t

  2

  2

  2 tidak harus positif

  (ct,x,y,z) (ct’,x’,y’,z’)

• Tampak bahwa nilai besaran s
• Terdapat tiga macam penggal dalam ruang-waktu bergantung
₂ : pada nilai s ₂ < 0
• bak waktu jika s
2bak cahaya jika s ₂ &
• bak ruang jika s
• Ketiga jenis penggal itu terkait dengan sebab-akibat (kausalitas).
• Bagi sebuah peristiwa, ruang- waktu tersekat oleh kerucut

  cahaya sebagaimana terlihat

• Garis dunia dikatakan bak waktu jika garis dunia itu selalu berada di dalam kerucut cahaya pada setiap peristiwa yang berada sepanjang garis dunia itu.
• Garis dunia dikatakan bak ruang jika garis dunia itu selalu berada di luar kerucut cahaya pada setiap peristiwa yang berada sepanjang garis dunia itu.
• Garis dunia dikatakan bak cahaya atau nul jika garis dunia itu selalu berada pada kerucut cahaya di setiap peristiwa yang berada sepanjang garis dunia itu.

• • Partikel tak bermassa selalu bergerak sepanjang

  garisdunia bak cahaya.
• Pertikel bermassa selalu bergerak sepanjang garis dunia bak waktu.

  

Beberapa Gejala Alamiah

Yang Menuntut Penerapan

Relativitas Umum

  

LENSA GRAVITASI

LENSA GRAVITASI

Pembelokan cahaya oleh

  

Pembelokan cahaya oleh

gravitasi gravitasi

  

BENDA-BENDA

BENDA-BENDA

  ANTAP ANTAP Lubang hitam, bintang

  Lubang hitam, bintang neutron, bintang katai

  SUPERNOVA SUPERNOVA

Akhir kehidupan bagi

  

Akhir kehidupan bagi

bintang-bintang masif

bintang-bintang masif

  

Presesi Orbit

Presesi Orbit

  Merkurius Merkurius

  KOSMOLOGI KOSMOLOGI

Masa lalu dan masa depan alam

  

Masa lalu dan masa depan alam

semesta semesta

  GELOMBANG GELOMBANG GRAVITASI GRAVITASI Pencarian jawaban

  Pencarian jawaban persamaan persamaan

medan Einstein melalui

medan Einstein melalui metode usikan metode usikan Motivasi Motivasi

  Dari beberapa makalah yang ditulis oleh Einstein, dapat disimpulkan beberapa alasan (motivasi) perlunya teori relativitas umum (Uhlenbeck, 1968): 1. Tuntutan adanya teori gravitasi yang relativistik.

  Teori gravitasi Newton tidak selaras dengan prinsip- prinsip relativitas khusus. Semisal: Interaksi pada suatu jarak  interaksi sesaat  pengubung interaksi merambat dengan laju tak berhingga. Bandingkan dengan interaksi elektromagnetik!

  2. Upaya untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam mengenai kesamaan antara massa lembam (inersial) dan massa gravitasi.

  Massa lembam terkait dengan semua gaya, sedangkan

  Prinsip kovariansi dalam TRK telah mendapat pembenaran. Tetapi, jika prinsip itu hendak diperumum ke kerangka-kerangka acuan takinersial, muncul masalah-masalah semisal keberadaan gaya-gaya fiktif inersial.

  Ketika gaya-gaya fiktif inersial itu dipahami sebagai setara dengan gravitasi, masalah selanjutnya adalah penentuan kerangka acuan yang tak inersial.

  Keberadaan gaya-gaya inersial terkait dengan

  pemilihan kerangka acuan tak inersial. Gejala

  semacam itu dapat dipandang sebagai dampak dari ruang-waktu itu sendiri: ruang-waktu berperilaku sebagai sumber dari gaya-gaya inersial.  Newton meyakini adanya ruang absolut sebagai Prinsip Mach:

  Einstein memandang bahwa kerangka acuan merupakan rekayasa manusia (human construct), jadi tidak alami, oleh karena itu hukum-hukum fisika harusnya tidak bergantung pada kerangka acuan.

  Ruang dan waktu harusnya bukan semacam panggung tempat terjadinya peristiwa-peristiwa fisis (Anggapan bahwa ruang-waktu merupakan panggung bagi peristiwa-peristiwa fisis bermakna bahwa keberadaan ruang-waktu bebas dari peristiwa- peristiwa fisis: ruang waktu tetap ada meskipun tidak ada peristiwa-peristiwa fisis).

  Menurut pandangan Mach dan Einstein, ruang-waktu tidak lain merupakan ungkapan sebagai wujud bagi kaitan-kaitan yang ada di antara proses-proses fisis

  

Perlu diingat, M dan m dalam persamaan di atas adalah massa

gravitasional, makna fisisnya berbeda dari massa lembam (yang

muncul dalam hukum kedua Newton tentang gerak)

r

  M m

• • Medan gravitasi g(r) di titik dengan vektor

  posisi r didefinisikan sebagai gaya

  gravitasi yang dialami oleh sebuah benda

  uji bermassa satu satuan di tempat itu.
• Jadi, sebuah benda bermassa (gravitasional) m yang berada di titik dengan vektor posisi r mengalami gaya sebesar
• Jika sebuah benda titik bermassa

  gravitasional m berada dalam pengaruh

  medan gravitasi g(r) dan benda itu memiliki massa lembam m , hukum

  I kedua tentang gerak memberikan

  

Perhatikan bahwa persamaan geraknya bebas dari atribut-

atribut (massa, muatan, dlsb.) yang dimiliki oleh benda yang

ditinjau!

  Prinsip Kesetaraan Lemah: Massa lembam sama dengan massa gravitasional: m = m

  I Bandingkan dengan kasus ketika benda titik bermassa m itu berada dalam pengaruh gaya-gaya selain gravitasi.

  Dalam kasus-kasus tersebut percepatan bergantung pada massa benda titik itu.

  Dalam pengaruh gaya-gaya selain gaya gravitasi, benda-benda dengan massa yang berbeda bergerak dengan percepatan yang berbeda.

  Soal:

Dalam keadaan darurat, seseorang

menjatuhkan diri dari atap sebuah

gedung bertingkat yang cukup tinggi. Setelah jatuh selama 2 sekon orang itu terkejut karena melihat benda aneh di kaki langit sehingga handphone yang ada di genggamannya terlepas dari tangannya. Andaikan percepatan ₂

gravitasi Bumi 10 m/s . Berapakah

laju handphone itu 3 sekon setelah

terlepas dari genggaman orang itu

jika
• – diukur oleh orang yang menjatuhkan diri itu?

• – diukur oleh orang yang berada

Prinsip Kesetaraan Kuat

  Prinsip Kesetaraan Kuat

  Einstein (1907): “Since all bodies accelerate the same way, an observer in a freely falling laboratory will not be able to detect any gravitational effect (on a point particle) in this frame.”

  “Gravity is transformed away in reference frames in free fall.”

• Perhatikan seorang astronout ketika pesawatnya jatuh bebas ke permukaan Bumi.
• Karena seluruh benda yang ada dalam pesawat itu (termasuk pesawat itu) jatuh dengan percepatan sama, maka benda-benda yang dilepas tanpa kecepatan awal dalam pesawat itu akan tampak diam di awang-awang jika

  g dilihat oleh astronout itu.

• Jadi, bagi astronout dalam pesawat itu, gravitasi

  

menghilang. Akibatnya,

  semua benda tidak memiliki

Prinsip Kesetaraan (PK):

  

Fenomena fisis yang teramati pada

kerangka acuan yang jatuh bebas

dalam medan gravitasi sama dengan

fenomena fisis yang teramati pada

kerangka acuan inersial tanpa

gravitasi.

  g g

• Perhatikanlah seorang astronout yang pesawatnya dalam

  keadaan dipercepat ketika berada jauh dari benda angkasa

  apapun. Andaikan percepatan yang dialami pesawat itu g.

• • Benda-benda yang dilepaskan dalam pesawat itu akan “jatuh”

  dengan percepatan g jika dilepas dalam pesawat itu.
• Jadi, bagi astronout dalam pesawat itu, gravitasi muncul meskipun pesawat itu jauh dari benda angkasa apapun.

  Secara lokal tidak ada cara yang dapat digunakan untuk

  g

  membedakan situasi fisis pada kerangka acuan yang dipercepat dalam

  g

  wilayah yang bebas gravitasi dari situasi fisis pada kerangka inersial akibat keberadaan gravitasi.

Prinsip Kesetaraan (PK):

  

Fenomena fisis yang teramati pada

kerangka acuan inersial dalam

pengaruh medan gravitasi g sama

dengan fenomena fisis yang teramati

pada kerangka acuan yang

dipercepat dengan percepatan a=-g.

  Soal 1:

  Seseorang naik pesawat ruang angkasa. Ketika berada jauh dari benda-benda angkasa, pesawat itu memiliki percepatan senilai g tetap. Sebuah bola besi ditembakkan dari dinding kabin dengan kecepatan awal v yang tegaklurus terhadap arah percepatan pesawat (lihat gambar).

  Jelaskan gerak bola besi yang dilihat oleh orang yang ada di pesawat tersebut!

  g v

  Soal 2:

  Seseorang naik pesawat ruang angkasa. Beberapa saat setelah tinggal landas, mesin roket pesawat itu mati hingga pesawat itu jatuh bebas ke permukaan Bumi.

  Pada saat pesawat mengalami jatuh bebas, sebuah bola besi

  v

  ditembakkan dari dinding kabin dengan kecepatan awal

  g v yang tegaklurus terhadap arah jatuhnya (lihat gambar).

  Jelaskan gerak bola besi yang dilihat oleh orang yang ada di

Soal 3:

  

Sebuah botol berisi penuh

air mineral. Dalam keadaan terbuka (tanpa tutup), botol itu dilepas dari suatu ketinggian di permukaan Bumi.

  Tentukan tekanan hidrostatik di dasar botol ketika sedang jatuh bebas, jika ketinggian air dalam botol itu 20 cm .

  

Penerapan Prinsip Kesetaraan

Penerapan Prinsip Kesetaraan Pembelokan Cahaya Oleh Gravitasi

Pembelokan Cahaya Oleh Gravitasi

  Sebuah pesawat ruang angkasa jatuh bebas ke

permukaan Bumi. Seorang astronout yang berada di dalamnya memberikan tanda berupa sinyal elektromagnetik ke arah mendatar dari suatu

sumber yang berada pada ketinggian h dari lantai pesawat dan diharapkan diterima oleh penerima yang juga berada di dalam pesawat itu pada a) Bagi astronout yang berada di dalam

pesawat yang sedang jatuh bebas itu,

sinar yang dipancarkan menjalar lurus

datar dan akan sampai ke penerima (receiver) pada ketinggian h yang sama dengan ketinggian saat dipancarkan dari sumber (diukur dari lantai pesawat).

  Mengapa? b) Bagi pengamat yang diam di tanah, sinyal itu terlihat mengalami pembelokan tetapi

tetap akan sampai ke penerima (receiver)

pada ketinggian h (diukur dari lantai pesawat). Mengapa?

Kesimpulan:

  Radiasi elektromagnetik (termasuk cahaya)

mengalami interaksi

gravitasi.

  KOSMOLOGI

Sejarah dan masa depan

alam semesta
• Dari manakah kita?
• Dari manakah k>Di manakah kita?
• Di manakah k>

  - Mau kemanakah kita?

• - Mau kemanakah kita?

  

Di manakah kita?

Di manakah kita?

• Plato dan Eudoxus : Bumi adalah

  pusat alam semesta. Benda-benda Di manakah

  Di manakah angkasa beredar pada kulit-kulit bola konsentris dengan bumi bumi ini berada? bumi ini berada? berada di pusatnya. Terdapat 27 kulit bola semacam itu.

• Aristoteles : terdapat 55 kulit bola.
• Ptolomaeus : Bumi adalah pusat alam semesta. Benda-benda angkasa beredar pada orbit kecil yang disebut epicycle. Benda- benda angkasa pada orbit-orbit kecil ini bergerak memutari bumi.
• Tycho Brahe : Bumi adalah pusat alam semesta. Matahari dan bulan beredar mengelilingi bumi. Planet- planet beredar mengelilingi
Copernicus :

Bumi bukanlah pusat

alam semesta.

Di manakah tata surya kita berada?

  Di manakah tata surya kita berada?

  Matahari merupakan satu dari 100 milyar bintang yang berada di Bimasakti. Sebagian dari bintang-bintang itu adalah pusat dari sistem-sistem tata surya

  Herschel : Bimasakti berupa sebuah spiral raksasa dengan diameter sekitar 130.000 tahun

cahaya dan tebal rata-rata

sekitar 12.000 tahun cahaya

  Matahari berada pada

tangkai Orion dan beredar

mengelilingi pusat Bimasakti pada jarak

  20 Di manakah Bimasakti kita berada?

  Apakah Apakah

  Bimasakti Bimasakti merupakan merupakan satu- satu- satunya satunya galaksi galaksi

  Dahulu orang beranggapan bahwa Bimasakti inilah alam semesta.

Kabut-kabut spiral yang

  tampak di langit dikira sebagai bagian dari Bimasakti.

• • 1929 Edwin Hubbel

  menemukan bahwa

  kabut-kabut spiral itu

  merupakan struktur-

  struktur lain yang terpisah dari

  Bimasakti dan berada

  jauh di luar Bimasakti.
• Jadi, Bimasakti bukanlah alam semesta secara keseluruhan.

  

Bimasakti tidak

sendirian.

  

Bimasakti adalah satu

di antara

100.000.000.000

galaksi yang terlihat

keberadaannya di alam semesta ini. Galaksi-galaksi membentuk

• kelompok-kelompok,
• gugus-gugus (clusters)

  - adigugus (superclusters).

   Gugus galaksi Adigugus galaksi

   Pengamatan menunjukkan : Pengamatan menunjukkan :

• Alam semesta tampak seragam (homogen) dan isotrop pada skala lebih dari 100 Mpc.
• Diliputi oleh radiasi latar gelombang mikro termal dengan temperatur T  2,73 K.

• • Terdapat bahan baryonik (bahan biasa yang tersusun atas

₉ proton dan neutron). Satu baryon untuk 10 foton. Jumlah antimateri sangat tidak ber>Komposisi kimiawi baryon : 75 % hidrogen, 25 % helium dan sisanya unsur-unsur yang lebih berat daripada keduanya.
• Sumbangan baryon pada agihan rapat tenaga total alam semesta begitu kecil. Sebagian besar sumbangan diberikan oleh komponen-komponen gelap : materi gelap

  PRINSIP KOSMOLOGI : PRINSIP KOSMOLOGI :

  Keseragaman dan Isotropi Keseragaman dan Isotropi

Prisip Kosmologis:

  

“Dalam skala raksasa, alam semesta

tampak seragam dan isotrop.”  seragam : invarian terhadap translasi

   isotrop : invarian terhadap rotasi

   Alam semesta tidak memiliki pusat.

• • Homogenitas berakibat ruang bagi alam semesta

  ini tidak memiliki batas. Apabila terdapat batas, maka ada yang berada di pinggir. Apabila ada yang berada di pinggir, maka homogenitas tak ada lagi.
• Isotropi di setiap tempat berakibat homogenitas.

• • Tetapi masih dimungkinkan bahwa ruang tersebut

  berhingga (finit).
• Paradoks Olber.

  Galaksi-galaksi Galaksi-galaksi bergerak saling bergerak saling menjauh satu menjauh satu dari yang lain. dari yang lain.

  Hukum Hubbel v = H r

  saat t

  1

  saat t

  3 > t

  2 Karena jarak antar galaksi terus meningkat, sementara alam semesta harus tetap seragam dan isotropis, maka disimpulkan

bahwa alam semesta haruslah mengembang .

  saat t

  1

x x’ x x’

• Akibatnya, terjadi pembesaran skala dalam sistem koordinat seiring mengembangnya ruang. Sistem koordinat semacam ini disebut sistem koordinat lentur.
• Apabila s(t) adalah jarak sebenarnya antara titik

  x dan titik x’ pada saat t, maka berlaku s

  (t) = R(t) |x’ x|, (1)

  



dengan |x’  x| adalah jarak koordinat antara

kedua titik itu dan R(t) adalah faktor skala pada

saat t.
• Jarak koordinat |x’  x| tidak bergantung pada waktu.
• Jika kedua ruas persamaan di atas diturunkan terhadap waktu, maka didapat

  (2) v(t) = ds/dt = |x’  x| (dR/dt).

• Subtitusi pers.(1) ke dalam pers.(2) menghasilkan

  v(t) = H(t)s(t),

  (3)

  1 dengan H(t) = R(t) (dR/dt) disebut parameter Hubbel.

• Persamaan (3) adalah hukum Hubbel untuk sembarang waktu t.
• H adalah nilai parameter Hubbel dewasa ini.
• Parameter perlambatan q :
_{2 2 2 1}

  R/dt )(RH )

  (4)

  q = (d

• Beberapa kemungkinan berkaitan dengan nilai H dan q :

  - H > 0 dan q > 0  alam semesta mengembang dengan perlambatan.

• - H > 0 dan q < 0  alam semesta mengembang dengan percepatan.

• - H < 0 dan q > 0  alam semesta menyusut dengan perlambatan.
• - H < 0 dan q < 0  alam semesta menyusut dengan percepatan.
• - H > 0 dan q = 0  alam semesta mengembang tanpa perlambatan ataupun percepatan.
• - H < 0 dan q = 0  alam semesta menyusut tanpa perlambatan ataupun percepatan.
• - H = 0 dan q = 0  alam semesta statis.
• Parameter H dan q ditentukan dari faktor skala R(t). Lalu

  Bagaimanakah alam semesta berawal? Bagaimanakah alam semesta berawal?

• • 13,7 milyar tahun yang lampau alam semesta kita

  berupa sebuah “titik“ (atom primeval).

  Saat itu belum ada ruang dan waktu.

• “Titik” itu kemudian “meledak”. Peristiwa ini disebut Dentuman Besar.
₋₃₅

  Sampai detik ke 10 • setelah Dentuman Besar, alam semesta mengalami fase inflasi, yakni mengembang secara cepat (eksponensial). Alam _N semesta mengembang hingga 10 kali lebih besar daripada sebelumnya, dengan N antara 100 ₋₃₅ sampai 1000. Sampai detik ke 10 ini disebut era kemanunggalan agung.

  Setelah fase inflasi selesai, alam semesta mulai • mengalami ‘pendinginan‘.

  Pada awal pendinginan, alam semesta hanya berisi • ‘bubur‘ yang tersusun dari quark-quark, gluon- gluon, partikel mediator interaksi listrik-lemah dan partikel-partikel eksotik serta antipartikel untuk masing-masing partikel itu. Fase ini disebut era

  quark.

• terbentuklah proton dan neutron. Inilah era

  Pada detik ke 10 setelah Dentuman Besar ⁻⁶

  

hadron. Tetapi era ini sangat singkat. Pasangan

  baryon-antibaryon segara mengalami anihilasi sehingga muncul foton yang kini kita tangkap sebagai radiasi latar gelombang mikro kosmik (CMB). Baryon-baryon yang tak berpasangan dengan antimaterinya tetap bertahan.

  Sekitar 10 s setelah dentuman besar muncullah elektron- ^4

• elektron, muon-muon dan neutrino-neutrino. Tetapi lepton-lepton berat seperti muon terus mengalami anihilasi sementara produksinya terus menurun. Maka elektron menjadi dominan. Alam semesta waktu itu berupa bubur yang terbuat dari elektron-elektron, positron-positron, neutrino-neutrino dan proton serta neutron. Era ini disebut era lepton. 1 detik setelah dentuman besar, temperatur telah sampai
10<
• pada 10 K dan rapat massa alam semesta cukup rendah untuk terjadinya interaksi antara neutrino dengan partikel- partikel lain. Hal ini mengakibatkan neutrino-neutrino bebas berkeliaran dan membentuk radiasi latar sebagaimana foton.

• Pada saat 180 sekon setelah dentuman besar era pembentukan

  inti-inti atom (nucleosynthesis) dimulai.
• Setelah itu era radiasi dan dilanjutkan era materi.
• 1 juta tahun setelah Dentuman Besar terbentuklah galaksi-galaksi

  1 juta tahun setelah Dentuman Besar terbentuklah galaksi-galaksi

  

Bagaimanakah masa depan alam semesta

Bagaimanakah masa depan alam semesta

ini ?

ini ?