Definisi alam semesta adalah konsep yang luas dan mendalam, mencakup segala sesuatu yang pernah ada, yang ada saat ini, dan yang akan pernah ada. Secara harfiah, alam semesta (sering juga disebut kosmos) merujuk pada keseluruhan ruang dan waktu, beserta semua materi, energi, planet, bintang, galaksi, serta semua bentuk radiasi dan hukum fisika yang mengaturnya. Memahami definisi ini memerlukan tinjauan dari perspektif kosmologi, fisika, dan bahkan filsafat.
Dalam konteks ilmiah modern, ketika kita berbicara mengenai alam semesta, biasanya kita merujuk pada **Alam Semesta Teramati (Observable Universe)**. Batasan ini penting karena kecepatan cahaya yang terbatas membatasi seberapa jauh kita dapat melihat ke masa lalu dan ke luar angkasa. Karena alam semesta memiliki usia tertentu (sekitar 13,8 miliar tahun sejak Big Bang), cahaya dari objek yang jaraknya lebih dari 13,8 miliar tahun cahaya belum sempat mencapai Bumi. Inilah batas fundamental dari apa yang dapat kita ketahui atau ukur secara langsung.
Namun, ini tidak berarti alam semesta berhenti di batas tersebut. Para ilmuwan meyakini bahwa alam semesta secara keseluruhan (Total Universe) jauh lebih besar, bahkan mungkin tak terbatas. Struktur ruang-waktu itu sendiri bersifat dinamis; ia mengembang, dan perluasan ini terjadi secara terus-menerus. Konsep inflasi kosmik pasca-Big Bang menunjukkan bahwa wilayah di luar cakrawala teramati kita ada, tetapi informasi dari wilayah tersebut belum sampai kepada kita.
Apa yang membentuk alam semesta? Jawabannya mengejutkan. Berdasarkan pengamatan kosmologis terbaru, komposisi alam semesta sangat didominasi oleh entitas yang tidak terlihat secara langsung. Materi yang kita kenal—bintang, planet, gas, debu (materi barionik)—hanya menyusun sekitar 5% dari total massa-energi alam semesta.
Ini adalah segala sesuatu yang tersusun dari atom—proton, neutron, dan elektron. Semua benda langit yang dapat kita lihat atau deteksi dengan teleskop biasa, termasuk Bumi, Matahari, dan galaksi Bima Sakti, termasuk dalam kategori materi barionik. Walaupun esensial bagi kehidupan, kontribusinya terhadap dinamika kosmik sangat kecil.
Materi gelap menyusun sekitar 27% dari total massa-energi alam semesta. Ia dinamakan "gelap" karena tidak memancarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya, membuatnya tidak terdeteksi oleh instrumen elektromagnetik. Keberadaannya disimpulkan dari efek gravitasinya pada pergerakan galaksi dan gugus galaksi. Materi gelap berperan sebagai "perekat" kosmik yang menjaga struktur galaksi tetap utuh.
Ini adalah komponen terbesar, mencakup sekitar 68% dari alam semesta. Energi gelap adalah bentuk energi misterius yang diduga bertanggung jawab atas percepatan laju ekspansi alam semesta. Berlawanan dengan gravitasi yang seharusnya memperlambat ekspansi, energi gelap bertindak sebagai semacam "antigravitasi" skala besar yang mendorong ruang untuk meregang lebih cepat dari waktu ke waktu.
Definisi alam semesta juga terkait erat dengan sejarahnya. Model standar kosmologi, yaitu model Big Bang, menjelaskan bahwa alam semesta dimulai dari keadaan yang sangat panas dan padat sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu. Sejak saat itu, alam semesta terus mengembang dan mendingin, memungkinkan pembentukan struktur yang kompleks—mulai dari partikel subatomik, kemudian atom hidrogen dan helium, membentuk bintang pertama, galaksi, hingga akhirnya tata surya kita.
Proses evolusi ini tidak statis. Galaksi saling menjauh, bintang lahir dan mati, dan struktur skala besar terus terbentuk di bawah pengaruh gravitasi dan didorong oleh energi gelap. Memahami evolusi ini adalah kunci untuk memprediksi nasib akhir alam semesta, meskipun nasib tersebut masih menjadi perdebatan ilmiah yang intens.
Secara ringkas, definisi alam semesta adalah totalitas ruang, waktu, materi, dan energi. Meskipun kita hanya dapat mengamati sebagian kecil darinya, studi tentang alam semesta teramati telah mengungkap komposisi yang didominasi oleh materi gelap dan energi gelap. Alam semesta adalah panggung tunggal bagi semua fenomena fisika, dan misteri tentang apa yang ada di luar jangkauan pandang kita terus mendorong batas-batas ilmu pengetahuan modern.