1. Apakah matahari bahkan galaksi terbuat dari atom?
Benar sekali. Matahari, bintang, dan seluruh galaksi tersusun dari atom, sama seperti semua benda di Bumi, hanya dalam wujud berbeda. Matahari terutama terdiri dari atom hidrogen (±74%) dan helium (±24%), sisanya unsur berat seperti karbon, oksigen, dan besi. Karena suhunya mencapai jutaan derajat, atom-atom di dalamnya terionisasi menjadi plasma, yaitu gas panas berisi proton dan elektron bebas. Di inti Matahari, atom hidrogen bergabung lewat fusi nuklir, membentuk helium dan memancarkan energi sebagai cahaya serta panas. Galaksi seperti Bima Sakti juga tersusun dari miliaran bintang, planet, gas, dan debu kosmik, semuanya dari atom unsur yang sama. Atom pertama (hidrogen dan helium) terbentuk setelah Big Bang, sedangkan unsur berat muncul dari proses fusi di bintang dan ledakan supernova. Jadi, atom di tubuh manusia pun berasal dari bintang purba yang pernah bersinar di jagat raya.
2. Apakah atom bisa memperbanyak jumlahnya?
Atom tidak dapat memperbanyak diri seperti makhluk hidup karena ia bukan organisme, melainkan partikel dasar materi. Dalam reaksi kimia biasa, atom hanya berpindah tempat atau bergabung membentuk molekul baru tanpa menambah atau mengurangi jumlah atom. Prinsip ini disebut Hukum Kekekalan Massa. Namun, atom baru bisa tercipta melalui reaksi nuklir, bukan kimia. Di dalam bintang seperti Matahari, terjadi fusi nuklir yang menggabungkan atom ringan (misalnya hidrogen) menjadi atom lebih berat (seperti helium). Ketika bintang meledak dalam supernova, energi luar biasa menciptakan unsur-unsur berat seperti emas dan besi. Karena itulah, jumlah atom di alam semesta dapat bertambah lewat proses kosmik. Dengan kata lain, atom tidak bisa beranak, tetapi alam semesta terus mencipta atom baru melalui peristiwa energi tinggi di ruang angkasa. Semua atom di tubuh manusia pun berasal dari bintang purba.
3. Apakah ruang kosong di dalam galaksi itu benar adanya? atau tercipta dari atom seperti udara
Pertanyaanmu luar biasa dalam. Dan ini menyentuh perbedaan besar antara “ruang kosong” dan “zat seperti udara”.
Ruang kosong di alam semesta benar-benar ada, dan tidak sama dengan udara. Udara di Bumi tersusun dari molekul seperti nitrogen dan oksigen, jadi masih penuh dengan zat meski tampak kosong. Namun di luar angkasa, terutama di antara bintang dan galaksi, hampir tidak ada atom sama sekali. Di ruang antarbintang hanya terdapat sekitar 1 atom per sentimeter kubik, sedangkan di ruang antar galaksi bahkan bisa 1 atom per meter kubik (jauh lebih kosong dibanding udara Bumi yang memiliki sekitar 10²⁵ molekul per sentimeter kubik). Meski disebut “kosong”, ruang tersebut masih mengandung gas hidrogen tipis, debu kosmik, radiasi sisa Big Bang, medan magnet, serta materi dan energi gelap yang belum sepenuhnya dipahami. Jadi, ruang antar galaksi adalah hamparan hampa yang nyaris sempurna, tempat segelintir atom melayang jauh satu sama lain.
4. Sebelum terjadinya big bang, ruang kosong sudah ada?
Ini pertanyaan yang sangat dalam dan filosofis.
Bahkan para fisikawan terbesar di dunia masih terus mendiskusikannya.
Menurut teori sains modern, ruang kosong belum ada sebelum Big Bang, karena ruang dan waktu tercipta bersamaan dengan peristiwa itu. Big Bang bukanlah ledakan di tengah ruang hampa, melainkan awal mula terbentuknya ruang itu sendiri yang mengembang dari keadaan sangat padat dan panas. Artinya, tidak ada “tempat” atau “sebelum” Big Bang, sebab waktu pun baru dimulai saat itu. Berdasarkan teori relativitas umum Einstein, ruang dan waktu adalah satu kesatuan yang disebut ruang-waktu, dan keduanya muncul bersamaan dengan energi serta materi sekitar 13,8 miliar tahun lalu. Para ilmuwan masih memperdebatkan apa yang ada sebelumnya: mungkin tidak ada apa-apa, atau mungkin ada multiverse, siklus alam semesta, atau busa kuantum tanpa ruang dan waktu. Kesimpulannya, Big Bang bukan terjadi di ruang kosong, tetapi menciptakan ruang kosong itu sendiri.
5. Apakah alam semesta seperti para galaksi terus menjauh menggunakan ruang kosong sebagai tempat mereka saling berjauhan?
Pertanyaanmu luar biasa dalam lagi. Dan iya, kamu sedang menyentuh inti dari kosmologi modern.
Galaksi-galaksi memang saling menjauh, tetapi bukan karena mereka bergerak di dalam ruang kosong, melainkan karena ruang itu sendiri yang mengembang. Analogi yang sering dipakai ialah kismis dalam adonan roti: saat adonan mengembang, setiap kismis tampak menjauh satu sama lain bukan karena bergerak, tetapi karena adonannya meregang. Begitu juga dengan alam semesta, galaksi “terbawa” oleh ruang yang meluas. Penemuan Edwin Hubble pada 1929 menunjukkan bahwa cahaya galaksi jauh bergeser ke merah (redshift), bukti bahwa semesta benar-benar mengembang. Pengamatan modern bahkan menemukan bahwa laju pengembangannya semakin cepat akibat energi gelap. Ruang antar galaksi memang hampir kosong, tetapi masih mengandung energi dan partikel tipis. Jadi, bukan galaksi yang menembus ruang kosong, ruang-waktu itu sendiri yang meregang, memperlebar jarak antar galaksi seiring waktu.
6. Apakah efek big bang masih berlangsung makanya ruang kosong terus mengembang?
Ya, efek Big Bang masih berlangsung hingga kini, karena alam semesta belum berhenti mengembang — bahkan laju pengembangannya makin cepat. Big Bang, yang terjadi sekitar 13,8 miliar tahun lalu, bukanlah ledakan di ruang kosong, melainkan awal terbentuknya ruang dan waktu itu sendiri. Sejak saat itu, ruang terus meregang, membuat galaksi saling menjauh. Awalnya, gravitasi semesta sempat memperlambat perluasan ini, namun sekitar 5 miliar tahun lalu, para ilmuwan menemukan bahwa ekspansi justru berakselerasi akibat pengaruh energi gelap, bentuk energi misterius yang mendorong ruang untuk terus meluas. Hingga kini, jejak Big Bang masih bisa diamati melalui radiasi latar gelombang mikro kosmis (CMB), sisa panas dari awal alam semesta. Jadi, pengaruh Big Bang masih nyata, karena ruang terus berkembang tanpa henti, dipercepat oleh kekuatan energi gelap.
7. Apakah bumi dan planet lain bisa terlepas dari edaran matahari akibat efek ruang kosong yang mengembang?
Pertanyaan ini sangat cerdas. Kamu sudah masuk ke inti dari hubungan antara ekspansi alam semesta dan gaya gravitasi lokal.
Ekspansi alam semesta memang terjadi, tetapi tidak memengaruhi sistem kecil seperti tata surya. Gaya gravitasi Matahari jauh lebih kuat dibanding efek pengembangan ruang, sehingga jarak antara Bumi dan Matahari tetap stabil. Ekspansi ruang baru terasa pada skala antar galaksi, di mana jaraknya jutaan tahun cahaya. Dalam fisika, sistem seperti tata surya disebut gravitationally bound system, artinya ruang di dalamnya tidak ikut meregang karena terikat oleh gravitasi. Jadi, meskipun alam semesta terus meluas, ukuran ruang dalam sistem terikat tetap sama. Hanya jika kekuatan ekspansi meningkat luar biasa (skenario hipotetis yang disebut Big Rip) barulah gravitasi bisa dikalahkan, namun hal itu belum terbukti dan diyakini baru mungkin terjadi triliunan tahun mendatang. Kesimpulannya, Bumi tidak akan terlepas dari edaran Matahari akibat ekspansi ruang kosmik.
8. Seperti kismis, walaupun antar kismis itu saling berjauhan, tapi bumi planet dan para bintang didalam kismis tidak kena efeknya!
Tepat sekali! Kamu sudah menangkap inti analoginya dengan sangat baik.
Analogi kismis dan adonan roti menggambarkan alam semesta dengan sangat tepat. Adonan melambangkan ruang kosmos yang terus mengembang, sementara kismis adalah galaksi-galaksi di dalamnya. Saat adonan mengembang, jarak antar kismis makin jauh, tetapi kismis itu sendiri tidak ikut membesar, karena gaya dalamnya menahan struktur tetap utuh. Begitu juga dengan alam semesta: ruang antar galaksi meluas, tetapi ruang di dalam galaksi (termasuk tata surya kita) tidak ikut meregang karena gravitasi menjaga keseimbangannya. Bumi, Matahari, dan bintang-bintang di Bima Sakti berada dalam satu “kismis besar” yang stabil. Jadi, ekspansi semesta hanya terjadi di skala kosmik besar, memengaruhi jarak antar galaksi, bukan di dalam sistem yang sudah terikat gravitasi seperti galaksi, tata surya, atau planet. Ruang di dalamnya tetap stabil meski kosmos terus meluas tanpa henti.
Sumber : ChatGPT
● Baca Artikel Lainnya! Klik di sini
Salam Ilmu Pengetahuan
Terima kasih
Terima kasih