Alam Semesta Itu Seperti Donat

Bagaimana bentuk alam semesta? Apakah tak terbatas? ataukah terbatas? Semenjak tahun 2003 ada paham yang menyatakan alam semesta itu berbentuk donat, terbatas dan relatif lebih kecil. Ide ini jadi populer saat komolog menemukan pola tak terduga dalam cosmic microwave background (CMB), radiasi peninggalan dentuman besar.

CMB terdiri dari noda atau titik dingin dan panas yang merepresentasikan riak dalam kerapatan bayi alam semesta, seperti gelombang di lautan. Noda-noda tersebut akan terlihat dalam distribusi CMB yang mengindikasikan adanya perbedaan temperatur. Dalam alam semesta yang tak terbatas, harusnya terdapat berbagai ukuran gelombang namun para kosmolog dibuat terkejut saat ditemukan panjang gelombang yang lebih panjang hilang dari pengukuran CMB yang dilakukan oleh Wilkinson Microwave Anisotropy Probe milik NASA. Salah satu alasan mengapa ada gelombang yang hilang adalah karena alam semesta itu terbatas.

Bola kaca
Menurut Frank Steiner, fisikawan dari Ulm University di Jerman, “kamu bisa berpikir kalau alam semesta itu seperi sebuah instrumen musik, ia tidak dapat menahan getaran yang memiliki panjang gelombang lebih besar dari panjang instrumen itu sendiri.”

Para kosmolog mengajukan ide mengenai bentuk alam semesta yang dibungkus disekelilingnya, seperti bentuk bola kaki atau bahkan seperti bentuk sebuah donat. Dalam tiap kasus, alam semesta akan tampak tidak terbatas, karena kita tidak akan pernah bisa menjumpai tepiannya. Jadi jika kita bisa melakukan perjalanan dalam alam semesta ke arah manapun, maka kita akan kembali lagi ke titik dimana kita memulainya. Sama seperti saat mengelilingi bola bumi.

Namun paham ini kemudian mengalami kemunduran. Kosmolog memprediksikan alam semesta yang terbungkus akan berperilaku seperti sebuah pelataran kaca, dengan gambar objek-objek jauh yang diulang-ulang beberapa kali di angkasa. Pencarian pola yang dilakukan oleh Glen Starkman dari Case Western Reserve University di Cleveland, Ohio, tidak memberi hasil apapun.

Analisis ulang data tahun 2003 yang dilakukan oleh Steiner dan koleganya untuk mencari bentuk lain termasuk bentuk 3-torus (lihat gambar), dan bentuk donat. Meskipun namanya terdengar indah, bentuk ini sangat sulit divisualisasikan. Bentuk 3-torus merupakan perluasan dari bentuk donat yang bisa dibentuk dari selembar kertas persegi empat.

Gulung dua sudut berlawanan untuk membentul silinder dan langkah kedua, bentuk dua sudut lainnya yang bertentangan untuk membentuk donat. Bentuk 3-torus dibentuk dengan cara yang hampir mirip, namun harus dimulai sebuah kubus dan kemduian tempelkan setiap sudut yang berlawanan. Ini dilakukan supaya saat ingin keluar dari salah satu permukaan kubus, maka akan terlihat kita akan masuk lagi melalui arah berlawanan.

Bentuk Lain Yang Memungkinkan

Tim Steiner dalam melakukan analisa menggunakan 3 teknik yang berbeda untuk membandingkan prediksi terhadap fluktuasi temperatur di berbagai area. Perbandingan fluktuasi temperatur dilakukan untuk dicocokan pada model alam semesta yang tak terbatas maupun bentuk alam semesta donat. Dalam tiap kasus, bentuk donatlah yang memperlihatkan kecocokan dengan data dari Wilkinson Microwave Anisotropy Probe. Tim ini bahkan bisa menerka ukuran alam semesta, yang diperkirakan akan memakan waktu 56 milyar tahun cahaya untuk dikelilingi.

Jean-Pierre Luminet dari Paris Observatory di Perancis, yang mengajukan paham alam semesta berbentuk sepak bola juga setuju dengan analisa Steiner kalau bentuk donat masih jadi kandidat yang paling digemari. Namun ia menambahkan kalau kemungkinan alam semesta berbentuk sepak bola masih ada dan tetap hidup.

Namun Starkman justru tidak bisa diyakinkan dengan penemuan tim Steiner. Baginya penemuan itu belum memberi keyakinan apapun, dan bagi dia bisa jadi alam semesta memang kecil namun itu tidak menjadi jawaban apapun.

Di sisi lain, Steiner berkeyakinan data yang akan didapat oleh satelit Planck milik Eropa yang akan diluncurkan tahun ini akan dapat memberi jawaban atas berbagai pertanyaan yang ada saat ini.

Secara filosofi bagi Starkman, ide alam semesta terbatas yang pada suatu hari kelak bisa dieksplorasi seluruhnya memang merupakan hal yang sangat menarik. Namun sayang sekali lagi Starkman menambahkan, “karena fisika tak bisa ditentukan oleh filosofi, maka saya harap jawaban akan diberikan oleh Planck.”

Sumber : Nature