Sebuah ruang vakum ultra dingin menjalankan simulasi alam semesta awal dan muncul dengan beberapa temuan menarik tentang bagaimana lingkungan tampak tak lama setelah Big Bang terjadi.
Secara khusus, atom berkerumun dalam pola yang mirip dengan latar belakang gelombang mikro kosmik - diyakini sebagai gema dari ledakan kuat yang membentuk awal dari alam semesta. Para ilmuwan telah memetakan CMB pada resolusi yang semakin tinggi menggunakan beberapa teleskop, tetapi percobaan ini adalah yang pertama dari jenisnya untuk menunjukkan bagaimana struktur berevolusi pada awal waktu seperti yang kita pahami.
Teori Big Bang (jangan dikacaukan dengan acara televisi populer) dimaksudkan untuk menggambarkan evolusi alam semesta. Sementara banyak pakar mengatakan itu menunjukkan bagaimana alam semesta datang "dari ketiadaan", model kosmologis konkordansi yang menggambarkan teori tidak mengatakan tentang dari mana alam semesta berasal. Sebaliknya, ia berfokus pada penerapan dua model fisika besar (relativitas umum dan model standar fisika partikel). Baca lebih lanjut tentang Big Bang di sini.
CMB, lebih sederhana lagi, adalah radiasi elektromagnetik yang memenuhi Semesta. Para ilmuwan percaya itu menunjukkan gema saat Alam Semesta jauh lebih kecil, lebih panas dan lebih padat, dan terisi penuh dengan plasma hidrogen. Plasma dan radiasi yang mengelilinginya berangsur-angsur menjadi dingin ketika Semesta tumbuh semakin besar. (Informasi lebih lanjut tentang CMB ada di sini.) Pada suatu waktu, cahaya dari plasma sangat padat sehingga Semesta buram, tetapi transparansi meningkat ketika atom stabil terbentuk. Tetapi sisa makanan masih terlihat dalam rentang gelombang mikro.
Penelitian baru menggunakan atom sesium ultracold di ruang vakum di University of Chicago. Ketika tim mendinginkan atom-atom ini hingga sepersejuta derajat di atas nol absolut (yaitu -459,67 derajat Fahrenheit, atau -273,15 derajat Celsius), struktur yang mereka lihat tampak sangat mirip dengan CMB.
Dengan memadamkan 10.000 atom dalam percobaan untuk mengontrol seberapa kuat atom berinteraksi satu sama lain, mereka mampu menghasilkan fenomena yang, secara kasar, mirip dengan bagaimana gelombang suara bergerak di udara.
"Pada suhu sangat dingin ini, atom menjadi bersemangat secara kolektif," kata Cheng Chin, seorang peneliti fisika di University of Chicago yang berpartisipasi dalam penelitian. Fenomena ini pertama kali dijelaskan oleh fisikawan Rusia Andrei Sakharov, dan dikenal sebagai osilasi akustik Sakharov.
Jadi mengapa eksperimen itu penting? Ini memungkinkan kita untuk melacak lebih dekat apa yang terjadi setelah Big Bang.
CMB hanyalah momen waktu yang beku dan tidak berevolusi, mengharuskan para peneliti untuk menyelidiki lab untuk mencari tahu apa yang terjadi.
"Dalam simulasi kami, kami benar-benar dapat memantau seluruh evolusi osilasi Sakharov," kata Chen-Lung Hung, yang memimpin penelitian, mendapatkan gelar Ph.D. pada 2011 di University of Chicago, dan sekarang di California Institute of Technology.
Baik Hung dan Chin berencana untuk melakukan lebih banyak pekerjaan dengan atom-atom lewat dingin. Arahan penelitian di masa depan dapat mencakup hal-hal seperti bagaimana lubang hitam bekerja, atau bagaimana galaksi terbentuk.
Anda dapat membaca riset yang dipublikasikan secara online di IlmuSitus web.
Sumber: University of Chicago
