Alam semesta: Perbedaan antara revisi

|data3 = 10⁵³ kg<ref name="Paul Davies 2006 43">{{cite book|author=Paul Davies|date=2006|title=The Goldilocks Enigma|url=https://archive.org/details/cosmicjackpotwhy0000davi|page=43ff|publisher=First Mariner Books|isbn=978-0-618-59226-5}}</ref>

'''Alam semesta''' (disebut pula '''jagat raya''' atau '''universum'''<ref name=":0">{{citation| author=Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan| url=https://kbbi.kemdikbud.go.id/entri/universum |title=universum | work=Kamus Besar Bahasa Indonesia edisi V| accessdate=9 Juni 2018}}</ref>) adalah seluruh ruang waktu kontinukontinyu tempat kita berada, dengan [[energi]] dan [[materi]] yang dimilikinya. Usaha untuk memahami pengertian alam semesta dalam lingkup ini pada skala terbesar yang memungkinkan, ada pada [[kosmologi]], [[ilmu pengetahuan]] yang berkembang dari [[fisika]] dan [[astronomi]].

Model-model [[ilmiah]] awal untuk alam semesta dikembangkan oleh para [[filsafat Yunani kuno|filsuf Yunani kuno]] dan [[filosofi India|filsuf India kuno]] dan bersifatdisebut [[geosentris]], yang dimana menempatkan [[Bumi]] di pusat alam semesta.<ref name=":1">{{cite book |title=From China to Paris: 2000 Years Transmission of Mathematical Ideas |first=Yvonne |last=Dold-Samplonius |date=2002 |publisher=Franz Steiner Verlag}}</ref><ref name="Routledge">{{cite book |title=Medieval Science Technology and Medicine: An Encyclopedia |author1=Thomas F. Glick |author2=Steven Livesey |author3=Faith Wallis |publisher=Routledge}}</ref> Selama berabad-abad, pengamatan astronomi yang lebih tepat membuat [[Nicolaus Copernicus]] mengembangkan [[heliosentrisme|model heliosentris]] dengandimana Matahari disebagai pusat [[Tata Surya]]. Dalam mengembangkan [[hukum gravitasi universal]], [[Sir Isaac Newton]] berdasar pada karya Copernicus serta pengamatan oleh [[Tycho Brahe]] dan [[Hukum Gerak Planet Kepler|hukum gerak planet]] [[Johannes Kepler]].

Pada pertengahan terakhir [[abad]] ke-20, perkembangan kosmologi berdasarkan pengamatan, juga disebut [[fisika kosmologi]], mengarahkan pada pembagian kata alam semesta ini, antara [[kosmologi pengamatan]] dan [[kosmologi teoretis]]; yang (biasanya) para ahli menyatakan tidak ada harapan untuk mengamati keseluruhan dari [[ruang waktu kontinu]], kemudian harapan ini dimunculkan, mencoba untuk menemukan [[spekulasi]] paling beralasan untuk model keseluruhan dari [[ruang waktu]], mencoba mengatasi kesulitan dalam mengimajinasikan batasan [[empiris]] untuk [[spekulasi]] tersebut dan risiko pengabaian menuju [[metafisika]].

Alam semesta sering didefinisikan sebagai "satu-keseluruhan keberadaan", atau [[segalanya|segala sesuatu]] yang ada, segala sesuatu yang telah ada, dan segala sesuatu yang akan ada.<ref name="Schreuder2014" /> Bahkan, beberapa filsuf dan ilmuwan mendukung penyertaan gagasan dan konsep abstrak – seperti matematika dan logika – dalam definisi Alam semesta.<ref>{{cite journal|last=Tegmark|first=Max|title=The Mathematical Universe|journal=Foundations of Physics|volume=38|issue=2|pages=101–50|doi=10.1007/s10701-007-9186-9|bibcode = 2008FoPh...38..101T |arxiv = 0704.0646 |year=2008}} a short version of which is available at [https://arxiv.org/abs/0709.4024 ''Shut up and calculate.''] (in reference to David Mermin's famous quote "shut up and calculate" {{cite web |url=http://physicstoday.org/journals/doc/PHTOAD-ft/vol_57/iss_5/10_1.shtml |title=Archived copy |accessdate=2015-06-02 |deadurl=yes |archiveurl=http://arquivo.pt/wayback/20160515100124/http://physicstoday.org/journals/doc/PHTOAD-ft/vol_57/iss_5/10_1.shtml |archivedate=May 15, 2016 |df=mdy-all }}</ref><ref>{{cite book|author=Jim Holt|title=Why Does the World Exist?|url=https://archive.org/details/whydoesworldexis0000holt|publisher=Liveright Publishing|year=2012|page=[https://archive.org/details/whydoesworldexis0000holt/page/308 308]}}</ref><ref>{{cite book|author=Timothy Ferris|title=The Whole Shebang: A State-of-the-Universe(s) Report|url=https://archive.org/details/wholeshebang00timo|publisher=Simon & Schuster|year=1997|page=[https://archive.org/details/wholeshebang00timo/page/n405 400]}}</ref> Kata ''alam semesta'' juga dapat merujuk pada konsep-konsep seperti ''kosmos'', ''dunia'', dan ''alam''.<ref>{{cite book|title=Creation Out of Nothing: A Biblical, Philosophical, and Scientific Exploration|url=https://archive.org/details/creationoutofnot0000copa|page=[https://archive.org/details/creationoutofnot0000copa/page/220 220]|author1=Paul Copan|author2=William Lane Craig|publisher=Baker Academic|date=2004 | isbn= 978-0801027338}}</ref><ref name="Bolonkin2011">{{cite book|author=Alexander Bolonkin|title=Universe, Human Immortality and Future Human Evaluation|url=https://books.google.com/books?id=TuWQx58ZnPsC&pg=PA3|date=November 2011|publisher=Elsevier|isbn=978-0-12-415801-6|pages=3–}}</ref>

Sepanjang sejarah mencatat, beberapa kosmolog telah diusulkan untuk menjelaskan pengamatan Semesta. Model paling awal ialah [[geosentris]] yang dikembangkan oleh seorang filsuf Yunani kuno bernama [[Claudius Ptolomeuses]]. Ia berpendapat bahwa alam semesta memiliki ruang yang tak terbatas dan telah ada sebuah kekekalan, tetapi berisi satu set bola [[konsentris]] dengan ukuran terbatas sesuai dengan bintang tetap, Matahari dan berbagai planet berputar mengelilingi [[Bumi]] yang bulat dan tak bergerak. Selama berabad-abad, peningkatan keselarasan pemikiran manusia yang ditopang oleh penemuan teori [[gravitasi]] [[Newton]] membuat teori [[heliosentris]] [[Copernicus]] mengenai [[Tata Surya]] mulai diyakini. Perbaikan lebih lanjut dalam [[astronomi]] menyebabkan kesadaran bahwa tata surya tertanam dalam [[galaksi]] yang terdiri dari jutaan bintang, [[Bima Sakti]], dan bahwa ada galaksi lain di luar itu, sejauh selama instrumen astronomi dapat mencapainya. Studi yang meneliti terhadap distribusi galaksi-galaksi dan [[garis spektrum]] telah menyebabkan banyak kosmologi modern terkuap. Penemuan [[Pergeseran merah|pergeseran gelombang merah]] dan [[Radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis|radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik]], mengungkapkan bahwa alam semesta berkembang dan tampaknya memiliki awal dan akhir.

Menurut model ilmiah yang berlaku di Alam Semesta, dikenal sebagai [[Big Bang]], alam semesta berkembang dari sebuah fase, sangat panas padat yang disebut [[zaman]] [[Max Planck|Planck]], di mana semua materi dan energi alam semesta terkonsentrasi. Sejak zaman Planck, Semesta telah berkembang untuk membentuk saat ini, mungkin dengan jangka waktu singkat (kurang dari 10-32 detik) inflasi kosmik. Beberapa pengukuran eksperimental independen mendukung [[ekspansi]] teoretis dan, lebih umum, teori ''Big Bang''. Pengamatan terbaru menunjukkan bahwa ekspansi ini telah mempercepat energi gelap, dan bahwa sebagian besar masalah di Semesta mungkin dalam bentuk yang tidak dapat dideteksi oleh instrumen ini, dan karenanya tidak diperhitungkan dalam model alam semesta sekarang ini; ini telah dinamai [[materi gelap]]. Kekurangakuratan pengamatan saat ini telah menghambat prediksi nasib akhir alam semesta. Arus interpretasi pengamatan astronomi menunjukkan bahwa umur alam semesta adalah 13,73 (± 0,12) miliar tahun,<ref name=":1" /> dan bahwa diameter alam semesta yang teramati paling tidak 93 milyar tahun cahaya, atau 8,80 × 1026 meter.<ref name="Routledge" /> Menurut [[relativitas]] umum, ruang dapat memperluas lebih cepat dari kecepatan cahaya, meskipun kita dapat melihat hanya sebagian kecil dari alam semesta karena pembatasan yang diberlakukan oleh hukum [[kecepatan cahaya]] itu sendiri. Tidak pasti, apakah ukuran Semesta terbatas atau tak terbatas.

Kata '''Alam Semesta''' berasal dari kata-kata ''Univers'' ([[Prancis]]), yang pada gilirannya berasal dari kata [[Latin]] [[Universum]] [4]. [[Bahasa Latin]] banyak digunakan oleh [[Cicero]] dan penulis lainnya, yang kemudian, banyak penggunaan indra makna yang sama seperti kata [[bahasa Inggris]] modern yang digunakan. [ 5] Kata Latin berasal dari kontraksi [[Unvorsum puitis]] - pertama kalinya digunakan oleh [[Lucretius]] dalam Buku IV (baris 262) ''[[De Rerum natura]]'' (Dalam Sifat Pemikiran) - yang menghubungkan ''un'', ''uni'' (bentuk kombinasi dari Unus, atau "satu") dengan ''vorsum'', ''versum'' (sebuah kata benda yang terbuat dari participle pasif vertere sempurna, yang berarti "sesuatu yang dirotasi, digiling, diubah"). [5] [[Lucretius]] digunakan dalam arti kata "segalanya digulung menjadi satu, semuanya digabungkan menjadi satu".

Artistik rendition (sangat berlebihan) dari pendulum [[Foucault]] menunjukkan bahwa [[Bumi]] tidak diam, tetapi berputar.

Interpretasi alternatif ''unvorsum'' adalah "semuanya diputar sebagai salah satu" atau "segalanya diputar oleh salah satu". Dalam pengertian ini, dapat dianggap sebagai terjemahan dari sebuah kata [[Yunani]] sebelumnya untuk Semesta, '''περιφορα''', "sesuatu diangkut dalam lingkaran", awalnya digunakan untuk menggambarkan suatu program makan, makanan yang dibawa berkeliling lingkaran para tamu makan malam. [6] [[Bahasa Yunani]] ini mengacu pada model Yunani awal [[alam]] [[semesta]], di mana semua materi yang terkandung dalam bidang berputar berpusat di Bumi. Menurut [[Aristoteles]], [[rotasi]] lingkup terluar bertanggung jawab atas gerak dan perubahan dari segala sesuatu. Itu adalah wajar bagi orang-orang [[Yunani]] untuk menganggap bahwa [[Bumi]] telah berubah dan bahwa [[langit]] berputar mengelilingi bumi, karena pengukuran [[astronomi]] dan [[fisik]] dengan teliti (seperti pendulum Foucault) diperlukan untuk membuktikan sebaliknya.

Istilah yang paling umum untuk "Alam Semesta" di antara para [[filsuf Yunani kuno]] dari [[Pythagoras]] adalah το παν (Semuanya), yang didefinisikan sebagai ''semua'' ''[[materi]]'' (το ολον) dan ''semua'' ''[[ruang]]'' (το κενον). [7][8] Lainnya, sinonim untuk alam semesta antara [[filsuf]] Yunani kuno termasuk κοσμος (artinya dunia, kosmos) dan φυσις (artinya Alam, dari mana kita berasal) [9] memiliki arti kata yang sama, yang ditemukan di penulis Latin (totum, Mundus, natura) [10] dan bertahan dalam bahasa modern, misalnya, kata-kata Jerman Das Semua, Weltall, dan Natur untuk Universe. [[Sinonim]] yang sama ditemukan dalam [[bahasa Inggris]], seperti semua (seperti dalam teori segala sesuatu), [[kosmos]] (seperti dalam kosmologi), [[dunia]] (seperti pada banyak-dunia hipotesis), dan Alam (seperti dalam hukum alam atau filsafat alam ). [11]

Definisi luas dari '''alam semesta''' ditemukan dalam [[naturae De divisione]] oleh filsuf abad pertengahan [[Johannes Scotus Eriugena]], yang didefinisikan sebagai segala sesuatu hanya, segala sesuatu yang ada, dan segala sesuatu yang tidak ada. Waktu tidak dipertimbangkan dalam definisi Eriugena's; demikian, definisinya mencakup segala sesuatu yang ada, telah ada dan akan ada, serta segala sesuatu yang tidak ada, belum pernah ada dan tidak akan pernah ada. [[Definisi]] ini mencakup segalanya yang tidak diadopsi oleh sebagian besar filsuf di kemudian hari, tetapi sesuatu yang tidak sepenuhnya berbeda muncul kembali dalam [[fisika kuantum]], mungkin paling jelas dalam perumusan jalan-terpisahkan dari [[Feynman]]. [12] Menurut formulasi itu, [[amplitudo]] probabilitas untuk berbagai hasil percobaan yang diberikan sangat ditentukan oleh keadaan awal sistem tersebut yang termajukan dari awal ke keadaan akhir. Tentu saja, percobaan hanya dapat memiliki satu hasil, dalam kata lain, hanya satu hasil yang mungkin adalah menjadi nyata di '''Alam Semesta''' ini, melalui proses misterius pengukuran [[kuantum]], juga dikenal sebagai runtuhnya fungsi gelombang (namun lihat-banyak dunia hipotesis di bawah ini yang dijelaskan di bagian Multiverse). Dalam hal ini, [[matematika]] didefinisikan dengan baik, bahkan yang tidak ada (semua path yang mungkin) dapat mempengaruhi yang akhirnya tidak ada (pengukuran eksperimental). Sebagai contoh khusus, setiap [[elektron]] intrinsik identik dengan setiap lainnya, sehingga [[amplitudo probabilitas]] harus dihitung memungkinkan untuk kemungkinan bahwa mereka bertukar posisi, sesuatu yang dikenal sebagai simetri tukar. Konsepsi ini merangkul baik ''Semesta ada'' dan ''non-paralel longgar ada'' doktrin-doktrin Buddhis shunyata dan pengembangan saling bergantung realitas, dan [[Gottfried Leibniz]] dengan konsepnya yang lebih modern dari kontingensi dan identitas ''indiscernibles''.

Tiga unsur alam semesta ([[ruang-waktu]], [[materi-energi]], dan [[hukum fisika]]) sesuai terhadap ide-ide [[Aristoteles]]. Dalam bukunya ''The Phsyics'' (Φυσικης, dari mana asal kata "fisika"), Aristoteles membagi το παν (semuanya) menjadi tiga elemen analog kira-kira: [[materi]] (hal-hal yang Semesta dibuat), [[bentuk]] (susunan yang materi dalam ruang) dan perubahan (bagaimana hal diciptakan, dihancurkan atau diubah dalam sifat-sifatnya, dan sama, bagaimana bentuk yang berubah). [[Hukum fisika]] dipahami sebagai aturan yang mengatur sifat materi, bentuk dan perubahan mereka. Kemudian filsuf seperti [[Lucretius]], [[Ibn Rusyd]], [[Ibnu Sina|Ibn Sina]] dan [[Baruch Spinoza]] diganti atau disempurnakan dalam divisi tersebut, misalnya, Ibn Rusyd dan Spinoza melihat ''naturans natura'' (prinsip-prinsip aktif yang mengatur Universe), unsur-unsur yang pasif atas tindakan sebelumnya.

Adalah sebuah kemungkinan untuk membayangkan [[ruang-waktu]] yang terputus, masing-masing sudah ada tapi tidak dapat berinteraksi satu sama lain. Sebuah [[metafora]] mudah divisualisasikan adalah sekelompok gelembung sabun terpisah, di mana pengamat yang tinggal di satu gelembung sabun tidak dapat berinteraksi dengan orang-orang pada gelembung sabun lain, bahkan pada prinsipnya. Menurut salah satu istilah umum, masing-masing "gelembung sabun" ruang-waktu dilambangkan sebagai alam semesta, seperti yang kita sebut bulan kami Bulan. Seluruh koleksi ruang ini yang terpisah-dilambangkan sebagai [[multiverse]]. [13] Pada prinsipnya, ''semesta'' tidak berhubungan satu dengan lainnya, yang mungkin memiliki dimensionalitas [[topologi]] dan ruang-waktu yang berbeda. Berbagai bentuk [[materi]], [[energi]], dan [[hukum fisik]] yang berbeda dari fisik konstanta yang kita ketahui, meskipun kemungkinan tersebut saat ini [[spekulatif]].

Menurut definisi yang "masih lebih restriktif", Semesta adalah segalanya dalam waktu kita yang terhubung ruang untuk bisa memiliki kesempatan untuk berinteraksi dengan kita dan sebaliknya. Menurut [[teori relativitas]] umum, beberapa daerah ruang mungkin tidak pernah berinteraksi dengan kita, bahkan dalam seumur hidup, karena [[kecepatan cahaya]] dan [[ruang ekspansi]] yang sedang berjalan. Sebagai contoh, pesan radio yang dikirim dari Bumi tidak pernah dapat mencapai beberapa daerah ruang, bahkan jika Semesta akan hidup selamanya; ruang dapat memperluas lebih cepat daripada cahaya yang melintas. Perlu penekankan bahwa daerah-daerah yang jauh dari ruang yang diambil ada dan menjadi bagian dari realitas sebanyak seperti kita; namun kita tidak pernah bisa berinteraksi dengan mereka. Wilayah [[spasial]] di mana kita dapat mempengaruhi dan akan terpengaruh dilambangkan sebagai alam semesta teramati. Sebenarnya, seluruh alam semesta yang teramati bergantung pada lokasi pengamat. Dengan perjalanan, pengamat dapat datang ke dalam kontak dengan wilayah yang lebih besar dari ruang-waktu daripada seorang pengamat yang teta di tempatnya, sehingga seluruh alam semesta teramati untuk yang pertama lebih besar daripada yang kedua. Namun demikian, bahkan oleh orang yang paling cepat, mungkin tidak dapat berinteraksi dengan semua ruang. Biasanya, seluruh alam semesta yang teramati diambil yang berarti alam semesta diamati dari sudut pandang kami di [[Galaksi]] [[Bima Sakti]].

'''Semesta''' adalah ruangan yang sangat besar dan mungkin tak terbatas dalam volume, hal yang dapat diamati adalah tersebarnya ruang pada ukuran setidaknya 93 miliar tahun [[cahaya]] [14]. Sebagai perbandingan, diameter sebuah [[galaksi]] khas hanya 30.000 tahun cahaya, dan jarak khas antara dua galaksi tetangga hanya 3 juta tahun cahaya. [15] Sebagai contoh, panjang diameter Galaksi Bima Sakti kira-kira 100.000 tahun cahaya, [16] dan [[galaksi]] saudara terdekat kita, galaksi [[andromeda]], terletak sekitar 2,5 juta tahun cahaya.[17] Mungkin ada lebih dari 100 miliar (1011) galaksi di alam semesta teramati. [18] [[galaksi]] kerdil umumnya memiliki sesedikitnya sepuluh juta [19] (107) raksasa bintang sampai dengan satu triliun [20] (1012) bintang-bintang, semua mengorbit [[masa]] pusat galaksi. Dengan demikian, perkiraan yang sangat kasar dari angka-angka ini akan menyarankan ada sekitar satu [[sextillion]] (1021) bintang di seluruh alam semesta telah teramati, meskipun studi 2003 oleh [[astronom]] Universitas Nasional Australia menghasilkan angka 70 sextillion (7 x 1022) [21].

Hal diamati tersebar merata (homogen) di seluruh alam semesta, ketika rata-rata jarak lebih dari 300 juta tahun cahaya. [22] Namun, pada skala lebih kecil-panjang, hal ini diamati untuk membentuk "gumpalan", yaitu untuk [[kluster]] hierarkis ; banyak [[atom]] terkondensasi menjadi [[bintang]], bintang yang paling dalam galaksi, galaksi yang paling dalam cluster, supergugus dan, akhirnya, struktur skala terbesar seperti Tembok Besar galaksi. Hal diamati dari alam semesta juga menyebar isotropically, yang berarti bahwa tidak ada arah pengamatan tampaknya berbeda dari yang lain; setiap wilayah langit telah kira-kira konten yang sama. [23] Semesta juga mandi di sebuah radiasi gelombang mikro yang sangat isotropik yang sesuai ke spektrum kesetimbangan termal benda hitam sekitar 2,725 kelvin. [24] Hipotesis bahwa alam semesta skala besar adalah homogen dan isotropik dikenal sebagai prinsip kosmologis, [25] yang didukung oleh pengamatan astronomi.

Kepadatan keseluruhan kini Semesta sangat rendah, sekitar 9,9 × 10-30 gram per sentimeter kubik. Massa-energi ini tampaknya terdiri dari 73% energi gelap, 23% materi gelap dingin, dan 4% materi biasa. Dengan demikian kepadatan atom adalah atas perintah dari atom hidrogen tunggal untuk setiap empat meter kubik volume [26] Sifat energi gelap dan materi gelap yang belum diketahui.. Hal Dark gravitates sebagai hal biasa, sehingga bekerja untuk memperlambat ekspansi dari alam semesta; Sebaliknya, energi gelap mempercepat ekspansi.

Semesta sudah tua dan JUGA berkembang. Perkiraan paling tepat dari usia alam semesta adalah 13,73 ± 0.12 miliar tahun, berdasarkan pengamatan radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik. [27] Independen perkiraan (berdasarkan pengukuran seperti radioaktif dating) setuju, walaupun mereka kurang tepat, mulai dari 11-20 miliar tahun [28] untuk 13-15 miliar tahun [29] Alam semesta belum sama pada setiap saat dalam sejarahnya. Misalnya, relatif populasi quasar dan galaksi telah berubah dan ruang itu sendiri tampaknya diperluas. Perluasan ini account untuk bagaimana Bumi terikat ilmuwan dapat mengamati cahaya dari 30 miliar tahun cahaya dari galaksi, bahkan jika cahaya telah pergi untuk hanya 13 milyar tahun ruang yang sangat di antara mereka telah diperluas. Perluasan ini konsisten dengan pengamatan bahwa cahaya dari galaksi jauh telah redshifted; foton dipancarkan membentangkan panjang gelombang frekuensi yang lebih rendah lagi dan selama perjalanan mereka. Tingkat ekspansi ini spasial adalah percepatan, berdasarkan penelitian supernova IA Jenis dan diperkuat oleh data lain.

Fraksi relatif dari unsur-unsur kimia yang berbeda (khususnya atom ringan seperti hidrogen, deuterium dan helium) tampaknya sama di seluruh alam semesta dan sepanjang sejarah yang diamati [30] Alam semesta tampaknya memiliki masalah lebih dari antimateri. Asimetri yang mungkin berkaitan dengan pengamatan pelanggaran CP. [31] The Universe tampaknya tidak memiliki muatan listrik bersih, dan karena itu gravitasi tampaknya menjadi dominan interaksi pada skala kosmologis panjang. Semesta juga tampaknya tidak memiliki momentum bersih atau momentum sudut. Tidak adanya biaya bersih dan momentum akan mengikuti dari hukum-hukum fisika yang berlaku (hukum Gauss dan perbedaan-non dari pseudotensor stres-energi-momentum, masing-masing), jika alam semesta itu terbatas. [32]