Pergeseran Merah dan Hukum Hubble
advertisement
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 Analogi Raisin-Bread Dough Analogi Balon yang Mengembang Alam semesta memuai dan mendingin Sejarah termal alam semesta. Suhu adalah salah 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 (elektromagnetik, 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?