Bintang Terang, Bintang Gelap

Kembali, kenapa malam itu gelap? Dan kenapa bintang bersinar terang? Sekilas tidak ada yang aneh. Malam gelap karena sebagian besar semesta terdiri atas ruang hampa, dan sebagian kecilnya adalah bintang-bintang serta materi gelap, dan bintang-bintang menyala karena tumbukan partikel akibat gravitasi yang besar mengakibatkan terjadinya pembakaran luar biasa. Tapi masalahnya, sekian ribu tahun setelah big bang, sebenarnya semesta berbentuk mirip sop panas yang homogen. Kenapa kemudian justru terjadi ruang hampa dingin dan bintang panas? Ini pelanggaran hukum termodinamika! Di mana-mana justru benda panas dan benda dingin yang dicampurkan akan membentuk kesetimbangan yang makin lama makin homogen, seperti yang sedang terjadi sekarang: bintang memberikan cahaya, kehilangan energi, sementara semesta dingin sisanya menerima cahaya dan suhunya meningkat. Ajaib bahwa di zaman dulu, pernah terbentuk bintang panas dan malam-malam dingin dari homogenitas.

Sop kita itu, yang terdiri dari radiasi-radiasi dan ion-ion yang terlalu panas untuk membentuk atom, sebenarnya tidak sepenuhnya homogen. Secara global memang homogen. Tapi di dalamnya selalu terjadi fluktuasi-fluktuasi lokal. Sementara semesta mengembang, kerapatan energi di dalamnya terus menurun, sampai suatu saat terjadi suhu yang cukup rendah yang memungkinkan terjadinya rekombinasi dan terbentuknya atom-atom. Fluktuasi yang terakhir tercetak sebagai bentuk semesta saat ini.

Kayak apa sih fluktuasinya? Sebenarnya kita tidak bisa menebaknya. Bisa isotermal (fluktuasi pada materi tapi tidak pada energi, sehingga energi/suhu tidak berubah), atau bisa juga adiabatik (fluktuasi pada materi dan energi). Yang mungkin adalah keduanya. Tapi mana yang dominan?

Ilmuwan Russia dan Eropa berbagi tugas soal ini. Orang Russia melakukan perhitungan dengan menganggap fluktuasi bersifat adiabatik, sementara orang Eropa menganggap fluktuasi bersifat isotermal.

Hasilnya: kalau fluktuasi bersifat isotermal, akan terbentuk inti pembentukan bintang yang sangat besar, lalu meledak menjadi jutaan inti yang jauh lebih kecil, lalu meledak lagi, dst … membentuk pola yang kita kenal masing-masing sebagai superkluster, galaksi, dan bintang. Super-superkluster, kalau ada. Sementara, kalau fluktuasi bersifat adiabatik, terbentuk ledakan yang tidak bersifat hirarkis, sehingga terbentuk galaksi dalam jumlah besar, tapi bersifat paralel. Jadi, melihat kondisi sekarang, nampaknya fluktuasi pada fase sop itu bersifat isotermal.

Ada hal lain yang mengejutkan dari perhitungan soal-soal galaksi ini. Galaksi itu mirip gunung es: bagian yang tampak hanya 10%-nya. Jadi kalau kita melihat galaksi sebagai kumpulan bintang cerlang, well, itu baru 10%. 90% anggota galaksi adalah bintang-bintang gelap yang mengelilingi bintang-bintang cerlang itu.

%d bloggers like this: