Kesilapan Terbesar Einstein Dan Ajal Alam Semesta

1,595

Untuk membaca bahagian I artikel ini: https://www.thepatriots.asia/membina-teori-kenisbian-umum/

Setelah deperkenalkan kepada Persamaan Medan Einstein (Einstein Field Equation) pada bahagian sebelumnya, kita sekarang selusuri pula aplikasi utama PME, selain berguna untuk menerangkan sifat-sifat Lohong Hitam.

Sewaktu Einstein menyiapkan PME, dia terperasan satu perkara mengenai persamaan yang dia telah buat. Menurut persamaan tersebut, alam semesta ini sepatutnya akan mengecut akibat tarikan graviti alam semesta ini sendiri.

Graviti ni unik, sebab semua objek yg mempunyai jisim, akan mempunyai graviti. Kiranya, ikut persamaan yang Einstein buat ni, alam ni, dan semua jisim di dalamnya, boleh tertarik ke dalam (huh?) akibat dari gabungan graviti kesemua objek dalam alam ni.

Figure 2: Sebab rasa tak puas hati dan dia ingat alam ni statik, maka Einstein menambah satu entiti dalam persamaan beliau, Lambda, iaitu Pemalar Kosmologi.

Disebabkan tidak berpuas hati dengan hal tersebut, dan pada masa yang sama, Einstein yakin bahawa alam ini sebenarnya tidak mengecut, maka Einstein telahpun membuat tambahan kepada persamaan yang dia dah buat. Dalam kes ni, Einstein tambah satu pemalar yang dipanggil Pemalar Kosmologi (Cosmological Constant, yang diambil dari huruf Greek Lambda).

Figure 3: Gambar Alexander Friedmann (kiri), ahli fizik dan ahli matematik Rusia, serta Edwin Hubble (kanan), merupakan seorang ahli astronomi Amerika. Mereka berdua merupakan orang yang bertanggungjawab menunjukkan bahawa Einstein silap kerana alam semesta bukan statik, sebaliknya mengembang, berdasarkan pemerhatian astronomi.

Setelah memasukkan pemalar tu, Einstein dapat apa yang dia hajati, iaitu model alam semesta yang tak berkembang (menurut pandangan saintis pada masa tu).

Namun begitu, Edwin Hubble, seorang ahli astronomi Amerika telah membuktikan Einstein silap berdasarkan pemerhatian dan pencerapan terhadap alam semesta itu sendiri. Hal ini juga disokong oleh Alexander Friedmann, seorang ahli fizik dan matematik dari Russia.

Menurut Friedmann, pemalar kosmologi yang Einstein cadangkan itu akan membawa kepada kesan yang berbeza, sekiranya nilai bagi pemalar tersebut adalah berbeza.

Hubungkait Pemalar Kosmologi dan Ajal Alam Semesta

Dengan menggunakan Pemalar Kosmologi (secara mudahnya), saintis boleh mengira nilai nisbah Ketumpatan Kritikal alam semesta, dan hal ini membawa implikasi yang agak menarik.

Sekiranya nilai nisbah Ketumpatan Kritikal adalah lebih dari satu, maka alam semesta ini dianggap akan berhenti mengembang, dan akan mula ditarik semula ke dalam akibat graviti. Hal ini dikenal dengan nama Big Crunch.

Ada banyak teori baru yang mengaitkan Big Crunch sebagai permulaan kepada Big Bang, dan ramai saintis bersetuju bahawa alam MUNGKIN terjadi akibat kitaran Big Bang – Big Crunch.

Figure 4: (Gif) Gambaran bagaimana Big Crunch terjadi. Semua objek samawi tertarik antara satu sama lain mengakibatkan kesemua objek dalam alam semesta bercantum dan mengecil.

Dia macam anda sedang meniup sebuah belon lalu belon itu pun mengembang, sampai satu tahap anda pun berhenti meniup belon, lalu dilepaskan semula angin yang ditiup itu. Begitulah anologinya. Big Crunch ini digambarkan sebagai satu fasa di mana semua objek dalam alam semesta ini bakal ditarik semula kedalam akibat graviti alam semesta, kes yang serupa dengan kes alam semesta yang mengecut tadi. Cuma, apabila kesemua objek telah mengecut dan termampat, maka (menurut teori terbaru), kemampatan objek ini akan menjadi titik mula kepada Big Bang yang baharu. Hal ini dikenali sebagai Big Bounce.

Situasi yang kedua pulak adalah bila nisbah Ketumpatan Kritikal ni kurang dari satu, saintis berpandangan bahawa alam ni akan terus mengembang sampai ke akhir waktu.

Proses ini agak menyedihkan, sebab kalau betul perkara ni terjadi, satu masa nanti, semua objek dalam alam ini akan menjadi jauh antara satu sama lain (akibat jarak antara objek samawi yang semakin menjauh), dan dikhuatiri nanti akibat planet Bumi menjauh dari Matahari, Bumi dan planet-planet yang lain akan menjadi sejuk beku (akibat kekurangan tenaga haba dari bintang berdekatan). Hal ini dikenali sebagai Big Freeze.

Model terakhir adalah model andaikata nisbah Ketumpatan Kritikal ini adalah sama dengan satu (Ketumpatan Kritikal = 1), maka alam ini adalah statik, sama macam apa yang Einstein teka. Alam ni, kalau ikut konsep universe statik, tidak mengembang, dan tidak juga mengecut. Maksudnya dekat sini, jarak antara Bumi ke Matahari adalah akan sentiasa sama, sampai hujung masa.

Figure 5: Ada 3 kebarangkalian bagaimana alam semesta berakhir: Big Rip @ Big Freeze, Big Crunch ataupun alam semesta yang statik.

Namun begitu, Einstein mengakui bahawa pemalar kosmologi dan pengembangan alam merupakan antara topik yang memang dia silap, setelah dibetulkan oleh Hubble.

His “biggest blunder”.

Figure 6: Meskipun terkenal sebagai seorang yang “Genius”, Albert Einstein juga tidak lari dari membuat kesilapan.

Dan sekarang, saintis sedang mencari punca kenapa alam semesta ini mengembang dalam keadaan yang memecut, dan hipotesis yang kita ada sekarang adalah alam mengembang akibat dari Dark Energy.

P/s: Sekiranya anda menonton video youtube yang disertakan, salah satu teori, Big Rip, tidak dimasukkan ke dalam artikel. Hal ini adalah kerana Big Rip adalah teori baru, dan tidak wujud pada zaman perbincangan Einstein-Hubble berlangsung.

P/s: Penulis sedar akan kewujudan hari kiamat. Namun begitu, artikel ini sekadar menerangkan model alam semesta terkini, berdasarkan pengetahuan fizikal semasa kita.

BACAAN LANJUT:

“Albert Einstein and the origins of modern cosmology”, (2017). https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.5.9085/full/?fbclid=IwAR1CdcFZ3qBbna2CP1wIwr2ttdP73CC7pNNRZ6qsVysuO3fxyC5k2wrtnQU&

“How will the universe end, and could anything survive?” (2015). http://www.bbc.com/earth/story/20150602-how-will-the-universe-end?fbclid=IwAR2McjQQHnTOCgRq9LK1jIR04MbMnT4n240h2rSIJS6Ccw2KCjYvz4qkL6Y.

“Investigating the legend of Einstein’s “biggest blunder”, (2018).
https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.3.20181030a/full/?fbclid=IwAR3Q0UThQK9ZtcbSIUdjyu_YspXpzQCp-SdufrywNV0N-cXsD5UpbYamykI

“Dark Energy, Dark Matter” https://science.nasa.gov/as…/focus-areas/what-is-dark-energy

Komen yang ditutup, tetapi jejak balik dan ping balik terbuka.