Radiasi Kosmik

Perdebatan mengenai bagaimana proses pembentukan alam semesta sedang berada di titik kebuntuan. Sebagian mengatakan bahwa alam semesta merupakan hasil dari Dentuman Besar, sebagian lain mengatakan proses alam semesta dibentuk secara terus menerus.

Arno Penzias dan Robert Wilson merupakan peneliti pada Laboratorium Bell Telephone. Mereka melakukan serangkaian eksperimen telepon satelit dengan antena aneh berbentuk tanduk kerbau. Setiap kali mengarahkan antena radio ke langit, mereka mendapatkan gangguan yang tidak berhubungan dengan objek langit apapun.

Semula mereka berpikir gangguan tersebut adalah kotoran merpati yang menempel pada antena. Pembersihan antena mereka lakukan sendiri namun sinyal gangguan tidak pernah hilang.

Mereka kemudian melaporkan gangguan yang seragam di seluruh penjuru langit ini melalui jurnal ilmiah Astrophysical Journal. Pada terbitan yang sama terdapat R. Dicke, P. J. E. Peebles, P. Roll dan D. Wilkinson yang mengajukan rencana eksperimen yang sama pada panjang gelombang berbeda. Gangguan ini di kemudian hari diketahui memiliki sifat seperti benda hitam dengan temperatur 3 K.

Gangguan ini telah diprediksi 15 tahun sebelumnya oleh Geore Gamow. Ia mengajukan model fase pertama pengembangan kosmologis pada temperatur tinggi. Model ini kemudian disimulasikan oleh R. Alpher dan R. Herman pada tahun 1953 dan membuahkan prediksi temperatur alam semesta saat ini mendekati 5 K.

Radiasi ini dikenal sebagai radiasi latar belakang kosmik. Berpuncak pada panjang gelombang 1 mm membuat radiasi ini juga ikut dalam siaran televisi yang kita terima. Radiasi ini bersifat isotropik, artinya ke arah manapun kita memandang maka intensitasnya akan selalu sama.

Di awal pembentukan alam semesta, ketika bintang-bintang belum terbentuk, cahaya terkurung oleh materi. Cahaya yang seragam di seluruh alam semesta ini baru dapat terbebas dari kurungan 380 ribu tahun setelah Dentuman Besar. Pengembangan alam semesta membuat radiasi latar belakang kosmik mengalami pergeseran merah sehingga sekarang teramati sebagai foton-foton pada panjang gelombang mikro spektrum elektromagnet.

Cosmic Microwave Background Explorer (COBE) diluncurkan ke luar angkasa pada November 1989 untuk meneliti radiasi latar belakang kosmik. Setelah beberapa menit beroperasi satelit ini menemukan temperatur radiasi latar belakang sebesar 2.735 K. Tahun 1992 COBE menemukan bukti bahwa radiasi latar belakang tidak sepenuhnya seragam melainkan juga berfluktuasi. Fakta ini memberi petunjuk baru bahwa pada alam semesta dini telah terjadi fluktuasi kerapatan yang di kemudian hari membantu pembentukan galaksi-galaksi.

Radiasi latar belakang kosmik merupakan bukti kuat untuk teori Dentuman Besar. Radiasi ini belum mampu dijelaskan secara sempurna oleh teori alam semesta tunak (Steady State Theory). Perdebatan mengenai teori alam pembentukan alam semesta tampaknya dimenangkan oleh teori Dentuman Besar.