Atom Pemula, Telur Kosmik yang Menetas Menjadi Alam Semesta

Menurut Teori Big Bang, terciptanya alam semesta dimulai dengan ledakan satu partikel subatomik, yang dinamai primeval atom (atom pemula) 13,7 milyar tahun lalu. Atom pemula, yang dijuluki sebagai telur kosmik (cosmic egg) adalah konsep kosmologi yang bisa menjelaskan asal-usul alam semesta.

Alam semesta semula adalah singularitas, titik dengan volume nol, namun memiliki massa dan energi tak terhingga. Kemudian, singularitas tersebut mengalami ledakan besar, memicu terciptanya ruang waktu (alam semesta) yang mengembang dan meluas.

Primeval atom adalah istilah yang digunakan untuk menyebut titik singularitas pada saat Big Bang terjadi, ketika alam semesta dalam keadaan sangat padat dan panas, sebelum meluas dan membentuk atom-atom dan benda-benda langit lainnya.

Atom pemula boleh jadi terdiri atas partikel-partikel subatomik seperti quark, lepton, boson, yang berinteraksi satu sama lain. Ketika Big Bang terjadi, energi dan massa terlepas dari singularitas awal dan mengalami perluasan dan pendinginan, sehingga partikel-partikel subatomik yang lebih kompleks dapat terbentuk. Proses-proses ini kemudian menghasilkan partikel-partikel seperti elektron, proton, dan neutron.

Sampai 380.000 tahun setelah Big Bang, alam semesta masih dalam bentuk plasma, terdiri atas partikel subatomik yang sangat energik dan bergerak cepat. Saat suhu semakin turun, partikel-partikel tersebut mulai bergabung dan membentuk atom-atom, dan pada akhirnya membentuk materi debu kosmik yang menyusun bintang, planet dan galaksi.

Perlu waktu 380.000 tahun bagi elektron untuk tertangkap dalam orbit sekitar inti atom, membentuk atom pertama. Atom-atom ini terutama terdiri dari helium dan hidrogen, yang jauh lebih banyak jumlahnya dibandingkan elemen atom lainnya di alam semesta.

Bintang-bintang pertama terbentuk dari debu gas sekitar 150-200 juta tahun setelah Big Bang. Elemen atom yang lebih berat, seperti karbon, oksigen, dan besi, diproduksi di dalam inti bintang dan dilemparkan ke seluruh alam semesta dalam ledakan bintang spektakuler yang disebut supernova.

Teori Big Bang didukung banyak bukti yang bisa diuji, seperti radiasi latar belakang kosmik, pergeseran merah (red-shift) galaksi, dan pengukuran struktur alam semesta. Masih banyak pertanyaan dan kontroversi terkait teori ini, namun hingga saat ini, teori atom pemula, sebagai awal Big Bang masih merupakan model kosmologi yang paling diterima.

Georges Lemaître adalah fisikawan, dan pastor Katolik dari Belgia, yang mengemukakan teori atom pemula pada 1927. Lemaître tertarik pada asal-usul alam semesta ketika ia membaca teori Albert Einstein tentang relativitas umum. Ia terinspirasi kemungkinan adanya pemicu awal terciptanya alam semesta.

Lemaître mengaitkan teori relativitas umum dengan pengamatan astronomi, temuan Edwin Hubble, tentang pergeseran spektrum cahaya galaksi. Hubble menyimpulkan bahwa pergeseran sinar merah (red-shift) adalah bukti bahwa galaksi-galaksi bergerak saling menjauh satu sama lain, dan bahwa alam semesta dalam keadaan terus meluas dan mengembang.

Namun, munculnya bintang dan galaksi hanya satu sisi cerita terciptanya alam semesta. Perhitungan astronomi dan fisika menunjukkan bahwa alam semesta (materi) yang bisa terlihat hanya sebagian kecil (4%) dari apa yang sebenarnya terdapat di alam semesta.

Sebagian besar alam semesta, sekitar 26%, merupakan materi yang tidak diketahui yang disebut “materi gelap” (dark matter). Tidak seperti bintang dan galaksi, materi gelap tidak memancarkan cahaya atau radiasi elektromagnetik apa pun, sehingga kita hanya dapat mendeteksi melalui efek gravitasi.

Selain materi gelap, terdapat energi misterius lagi disebut “energi gelap” (dark energy) yang mencakup sekitar 70% dari total konten massa-energi alam semesta. Energi gelap Bahkan hampir tidak diketahui keberadaannya, lebih “gelap” identitasnya ketimbang materi gelap.

Keberadaan energi gelap adalah hipotesis yang muncul dari pengamatan galaksi yang terlihat saling menjauh satu sama lain dengan kecepatan yang semakin cepat. Mengindikasikan adanya energi tidak terlihat yang bekerja mendorong galaksi saling menjauh.