We know about our universe’s past: the Big Bang theory predicts that all matter, time, and space began in an incredibly tiny, compact state about 14 billion years ago. And we know about the present: scientists’ observations of the movement of galaxies tell us that the universe is expanding at an accelerated rate. But what about the future? Do we know how our universe is going to end?
Kita tahu masa lalu alam semesta: teori <i>Big Bang </i>memprediksi bahwa seluruh materi, waktu, dan ruang dimulai dari sebuah titik padat kecil sekitar 14 miliar tahun yang lalu. Dan kita tahu tentang masa kini: penelitian tentang pergerakan galaksi menunjukkan bahwa alam semesta ini terus meluas dengan cepat. Namun, bagaimana dengan nanti? Apakah kita tahu bagaimana alam semesta akan berakhir?
Cosmologists have three possible answers for this question, called the Big Freeze, the Big Rip and the Big Crunch.
Kosmolog punya tiga kemungkinan untuk menjawab pertanyaan ini, yaitu <i>Big Freeze</i>, <i>Big Rip</i>, dan <i>Big Crunch</i>.
To understand these three scenarios, imagine two objects representing galaxies. A short, tight rubber band is holding them together— that’s the attractive force of gravity. Meanwhile, two hooks are pulling them apart— that’s the repulsive force expanding the universe. Copy this system over and over again, and you have something approximating the real universe. The outcome of the battle between these two opposing forces determines how the end of the universe will play out.
Untuk memahami tiga kemungkinan ini, bayangkan dua objek yang menggambarkan galaksi. Karet pendek mengikat mereka dengan erat— menggambarkan gaya tarik gravitasi. Sementara itu, dua pengait memisahkan mereka— menggambarkan gaya tolak yang membuat semesta mengembang. Bayangkan sistem ini terus berulang, dan kita akan punya gambaran seperti alam semesta yang asli. Hasil dari kedua gaya yang bertolakan ini menentukan bagaimana semesta akan berakhir.
The Big Freeze scenario is what happens if the force pulling the objects apart is just strong enough to stretch the rubber band until it loses its elasticity. The expansion wouldn’t be able to accelerate anymore, but the universe would keep getting bigger. Clusters of galaxies would separate. The objects within the galaxies– suns, planets, and solar systems would move away from each other, until galaxies dissolved into lonely objects floating separately in the vast space. The light they emit would be redshifted to long wavelengths with very low, faint energies, and the gas emanating from them would be too thin to create new stars. The universe would become darker and colder, approaching a frozen state also known as the Big Chill, or the Heat Death of the Universe.
<i>Big Freeze</i> terjadi jika gaya tersebut menarik kedua objek secara berlawanan dengan kuat sampai karet gelang kehilangan kelenturannya. Pengembangan kemudian terhenti, namun semesta akan terus membesar. Gugus galaksi akan terpisah. Objek di dalam galaksi— matahari, planet, dan tata surya akan menjauh satu sama lain, hingga galaksi lenyap menjadi objek tunggal terapung terpisah di semesta yang luas. Cahaya yang dipancarkan jadi merah dengan gelombang cahaya yang panjang dengan energi yang sangat rendah, dan gas yang muncul sangat tipis, tak bisa membuat bintang baru. Semesta akan jadi lebih gelap dan dingin, mendekati titik beku, yang disebut sebagai <i>Big Chill,</i> atau Kematian Panas dari Dunia.
But what if the repulsive force is so strong that it stretches the rubber band past its elastic limit, and actually tears it? If the expansion of the universe continues to accelerate, it will eventually overcome not only the gravitational force – tearing apart galaxies and solar systems– but also the electromagnetic, weak, and strong nuclear forces which hold atoms and nuclei together. As a result, the matter that makes up stars breaks into tiny pieces. Even atoms and subatomic particles will be destroyed. That’s the Big Rip.
Namun, bagaimana jika gaya tolaknya sangat kuat sehingga menarik karet gelang melampaui batas kelenturannya dan akhirnya putus? Jika pengembangan semesta terus terjadi, maka tak hanya akan mengalahkan gaya gravitasi— namun juga menghancurkan galaksi dan tata surya— namun juga dengan gaya elektromagnetik, dan energi nuklir yang lemah maupun kuat yang menyatukan atom dan intinya. Akibatnya, materi yang menyusun bintang hancur berkeping-keping. Bahkan partikel atom dan subatom pun ikut hancur. Skenario ini disebut<i> Big Rip</i>.
What about the third scenario, where the rubber band wins out? That corresponds to a possible future in which the force of gravity brings the universe’s expansion to a halt— and then reverses it. Galaxies would start rushing towards each other, and as they clumped together their gravitational pull would get even stronger. Stars too would hurtle together and collide. Temperatures would rise as space would get tighter and tighter. The size of the universe would plummet until everything compressed into such a small space that even atoms and subatomic particles would have to crunch together. The result would be an incredibly dense, hot, compact universe — a lot like the state that preceded the Big Bang. This is the Big Crunch.
Bagaimana dengan skenario ketiga, di mana karet gelang menang? Hal ini bisa saja terjadi di mana gaya gravitasi membuat alam semesta berhenti mengembang — kemudian membaliknya. Galaksi akan mendekati satu sama lain, dan ketika mereka berkerumun masing-masing gaya gravitasinya akan menjadi lebih kuat. Bintang pun akan terhempas dan berbenturan. Suhu akan ikut naik ketika angkasa akan terus memadat. Ukuran semesta pun akan mengecil hingga akhirnya semua dipadatkan jadi satu di mana atom dan subatom pun ikut memadat. Hasilnya akan menjadi semesta yang panas dan padat seperti ketika sebelum <i>Big Bang</i> terjadi. Inilah yang disebut <i>Big Crunch</i>.
Could this tiny point of matter explode in another Big Bang? Could the universe expand and contract over and over again, repeating its entire history? The theory describing such a universe is known as the Big Bounce. In fact, there’s no way to tell how many bounces could’ve already happened— or how many might happen in the future. Each bounce would wipe away any record of the universe’s previous history.
Mungkinkah titik kecil ini meledak menjadi <i>Big Bang </i>lainnya? Mungkinkah semesta mengembang dan mengecil terus menerus, mengulang apa yang sudah terjadi? Teori ini disebut sebagai <i>Big Bounce</i>. Faktanya, tak ada yang tahu berapa kali skenario ini sudah terjadi— atau berapa kali akan terjadi pada masa depan. Tiap loncatan akan menghapus seluruh catatan semesta sebelumnya.
Which one of those scenarios will be the real one? The answer depends on the exact shape of the universe, the amount of dark energy it holds, and changes in its expansion rate. As of now, our observations suggest that we’re heading for a Big Freeze. But the good news is that we’ve probably got about 10 to the 100th power years before the chill sets in — so don’t start stocking up on mittens just yet.
Manakah dari skenario tersebut yang akan terjadi? Jawabannya tergantung pada bentuk semesta, jumlah energi gelap yang ditampung, dan perubahan pada tingkat pengembangan. Saat ini, penelitian kami mengira kita sedang menuju <i>Big Freeze.</i> Berita baiknya, kita punya waktu sebanyak 10 hingga 100 tahun daya sebelum dingin melanda. Jadi, jangan buru-buru menyetok sarung tangan.