PENGANTAR KOSMOLOGI

1
PENGANTAR KOSMOLOGI

• Posisi di Alam Semesta
• Paradoks Olber
• Tangga Jarak
• Hukum Hubble
• Radiasi Latar Belakang
• Model Alam Semesta
• Big Bang

Kompetensi Dasar Memahami konsep dasar kosmologi
Judhistira Aria Utama, M.Si. Lab. Bumi
Antariksa Jur. Pendidikan Fisika FPMIPA UPI
2
Posisi di Alam Semesta
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
3
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
4
Kita di sini!
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
5
Hubble Deep Field 1500 galaxies Luas langit
2.52.5 arcmin pinhead _at_ arms-length
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
6
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
7
Gugus galaksi 2 milyar tahun cahaya
jaraknya Pelensaan gravitasi
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
8
SDSS ? juta galaksi
3 milyar tahun cahaya (20 menuju tepi)
Galaksi kita, Bima Sakti, di sini
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
9
Paradoks Olbers Mengapa langit malam gelap?

• Tinjau suatu lapisan setebal dR dan berjarak R
  dari Bumi yang dihuni bintang-bintang yang
  terdistribusi seragam dengan luminositas
  intrinsik masing-masing sebesar L.

• Mari kita awali dengan berasumsi bahwa
• alam semesta memiliki ukuran yang tak berhingga
• 2)bintang-bintang di alam semesta terdis-tribusi
  secara seragam
• 3)tiap bintang memiliki luminositas se-besar L,
  dan
• 4)dipenuhinya hukum kuadrat terbalik.

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
10

• Fluks dari sebuah bintang yang berada di dalam
  lapisan

• Bila terdapat n buah bintang dalam tiap satuan
  volume lapisan, maka jumlah total bintang, N,
  dalam tiap lapisan

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
11

• Fluks total yang diterima di Bumi dari seluruh
  bintang di dalam lapisan

• Fluks energi yang diterima dari lapisan tersebut
  tidak bergantung pada jarak lapisan dari Bumi ?
  Dekat ataupun jauh lapisan tersebut, Bumi
  menerima jumlah energi (baca jumlah caha-ya)
  yang sama banyak.

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
12

• Bila terdapat takberhingga banyaknya lapisan
  serupa itu di berbagai jarak dari Bumi (alam
  semesta memiliki ukuran yang tak ber-hingga),
  jumlah cahaya yang diterima Bumi dari seluruh
  lapisan

• Faktanya adalah langit malam kita terlihat GELAP!

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
13
Penjelasan Paradoks Olber

• Bintang-bintang tidak terdistribusi seragam ? Ada
  void di galaksi!
• Bintang-bintang tidak memiliki luminositas yang
  sama, L ? Fungsi luminositas (?/L/pc3), lebih
  banyak bintang redup daripada bintang terang!
• Keberhinggaan kelajuan cahaya (c 3x108 m/s)
• Keberhinggaan usia alam semesta ? keberhinggaan
  ukuran!

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
14
Tangga Jarak (Distance Ladder)
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
15

• Tangga ke dua
• Untuk jarak s.d. 100 tahun cahaya

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
16

• Tangga ke tiga
• Untuk jarak s.d. 100.000 tahun cahaya

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
17

• Tangga ke empat
• Untuk jarak s.d. 10.000.000 tahun cahaya

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
18

• Tangga ke lima
• Untuk jarak s.d. 10.000.000.000 tahun cahaya
• Digunakan Supernova tipe Ia
• Tangga ke enam
• Untuk jarak gt 10.000.000.000 tahun cahaya
• Digunakan Hukum Hubble

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
19

• Resiprok H0 memberikan taksiran usia alam semesta

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
20
Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
21

• Jika alam semesta memiliki awal ? Sisa-sisa
  energi yang diradiasikan.

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012
22
Model Alam SemestaModel bigbang

• Alam semesta mengembang dan mendingin
• Ada singularitas awal yang letaknya dalam waktu
  lampau berhingga dari sekarang ? Ada awal!
• Pendukung
• Gerak menjauh galaksi-galaksi
• Radiasi Latar Belakang Kosmik
• Kelimpahan unsur-unsur primordial
• Pembentukan struktur skala besar

Judhistira Aria Utama TA 2011 - 2012