Alam semesta adalah entitas yang sangat luas, mencakup segala sesuatu yang ada: ruang, waktu, materi, energi, serta hukum fisika yang mengaturnya. Memahami susunannya memerlukan perspektif dari skala terkecil hingga struktur terbesar yang dapat kita amati. Struktur kosmik ini tidaklah acak, melainkan tersusun dalam hierarki yang teratur, yang dibentuk oleh interaksi gravitasi selama miliaran tahun sejak Big Bang.
Representasi hierarki struktur kosmik.
Susunan alam semesta dapat dibagi menjadi tingkatan yang jelas, dimulai dari yang terkecil. Di tingkat fundamental, kita menemukan partikel subatomik seperti kuark dan lepton, yang menyusun proton dan neutron. Partikel-partikel ini, melalui gaya elektromagnetik dan nuklir, membentuk atom. Atom hidrogen dan helium—yang merupakan elemen paling melimpah—adalah blok bangunan utama dari semua objek yang kita amati.
Ketika gravitasi mulai mendominasi, materi mulai berkumpul. Molekul terbentuk, yang kemudian mendingin menjadi awan gas raksasa. Dalam awan gas ini, tekanan dan suhu mencapai titik kritis, memicu fusi nuklir, dan lahirlah bintang-bintang.
Bintang adalah unit dasar pembangun galaksi. Diperkirakan terdapat sekitar 100 hingga 400 miliar bintang hanya di galaksi kita, Bima Sakti. Galaksi sendiri adalah kumpulan masif dari bintang, debu antarbintang, gas, materi gelap, dan energi gelap yang terikat bersama oleh gravitasi.
Galaksi tidak hidup terisolasi. Mereka cenderung berkelompok. Pengelompokan ini membentuk tingkatan selanjutnya:
Ketika kita memperbesar pandangan, kita melihat bahwa supergugus tidak tersebar secara merata. Sebaliknya, mereka tersusun dalam jaringan raksasa yang membentang melintasi alam semesta yang dapat kita amati. Struktur ini sering digambarkan sebagai jaring laba-laba kosmik.
Struktur kosmik skala besar terdiri dari tiga komponen utama:
Model simulasi kosmologis menunjukkan bahwa distribusi materi ini adalah hasil alami dari fluktuasi kepadatan kecil yang ada sejak awal alam semesta (era inflasi) yang kemudian diperkuat oleh gravitasi. Materi biasa hanya menyumbang sekitar 5% dari total massa-energi alam semesta. Sisanya didominasi oleh Materi Gelap (sekitar 27%), yang menyediakan 'kerangka' gravitasi di mana filamen dan galaksi terbentuk, dan Energi Gelap (sekitar 68%), yang mendorong percepatan ekspansi alam semesta.
Meskipun struktur ini luar biasa luas, seluruh susunan ini hanya mencakup bagian dari alam semesta total. Batas pengamatan kita ditentukan oleh batas waktu cahaya sejak Big Bang, yang menciptakan cakrawala kosmik yang dikenal sebagai Alam Semesta Teramati. Di luar batas ini, terdapat wilayah alam semesta yang cahayanya belum sempat mencapai Bumi.
Secara keseluruhan, susunan alam semesta adalah hirarki yang elegan, dimulai dari partikel kuantum yang tak terlihat hingga filamen galaksi yang membentang miliaran tahun cahaya. Hierarki ini adalah manifestasi dari interaksi fundamental antara materi, energi, dan kekuatan gravitasi yang telah bekerja tanpa henti sejak awal mula waktu.