Representasi konsep ekspansi alam semesta.
Alam semesta, dalam segala kemegahan dan luasnya, selalu menjadi subjek perenungan terdalam umat manusia. Bagaimana semua ini dimulai? Dari mana materi, energi, ruang, dan waktu berasal? Pertanyaan-pertanyaan fundamental ini telah memicu pengembangan berbagai kerangka teoritis dalam kosmologi modern. Meskipun tidak ada satu teori tunggal yang diterima secara universal tanpa keraguan, model-model yang ada memberikan pemahaman yang semakin rinci mengenai evolusi kosmos sejak momen awal yang paling awal.
Teori Dentuman Besar (Big Bang) adalah paradigma dominan saat ini dalam kosmologi. Teori ini menjelaskan bagaimana alam semesta berevolusi dari keadaan yang sangat panas, padat, dan singularitas awal sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu. Berbeda dengan namanya, Dentuman Besar bukanlah ledakan di dalam ruang, melainkan ekspansi ruang itu sendiri.
Bukti utama yang mendukung teori ini meliputi:
Meskipun Big Bang berhasil menjelaskan banyak hal, ia memiliki beberapa masalah awal, seperti masalah horizon (mengapa CMB begitu seragam) dan masalah kerataan. Untuk mengatasi ini, teori inflasi kosmik diperkenalkan. Inflasi adalah periode ekspansi eksponensial yang sangat cepat yang terjadi sepersekian detik setelah Big Bang (sekitar $10^{-36}$ detik).
Fase singkat ini "menghaluskan" alam semesta dari ketidakteraturan ekstrem, memecahkan masalah horizon, dan menciptakan fluktuasi kuantum skala sangat kecil yang kemudian menjadi benih bagi struktur kosmik besar seperti galaksi dan gugusan galaksi.
Selain model standar yang didukung oleh CMB dan Redshift, terdapat beberapa ide dan model lain yang berusaha menjelaskan aspek-aspek tertentu atau menawarkan pandangan alternatif:
Teori ini, yang populer sebelum dominasi Big Bang, menyatakan bahwa alam semesta selalu ada dan akan selalu ada dalam bentuknya saat ini. Meskipun alam semesta mengembang, materi baru secara konstan diciptakan untuk mempertahankan kepadatan rata-rata yang konstan. Teori ini secara efektif ditinggalkan setelah penemuan CMB.
Multiverse merujuk pada hipotesis bahwa alam semesta kita hanyalah salah satu dari banyak alam semesta. Beberapa versi multiverse muncul sebagai konsekuensi dari inflasi abadi (Eternal Inflation), di mana proses inflasi tidak pernah benar-benar berhenti di mana-mana, terus melahirkan "gelembung" alam semesta baru.
Model ini mengusulkan bahwa alam semesta mengalami siklus tanpa akhir dari ekspansi (Big Bang) diikuti oleh kontraksi (Big Crunch) atau tumbukan antar-membran (ekpyrotic model). Dalam pandangan ini, tidak ada awal absolut, hanya serangkaian evolusi kosmik yang berulang.
Pemahaman modern tentang pembentukan alam semesta juga sangat bergantung pada komponen yang tak terlihat. Sekitar 95% dari total massa-energi alam semesta terdiri dari Materi Gelap (Dark Matter) dan Energi Gelap (Dark Energy). Materi Gelap menyediakan tarikan gravitasi tambahan yang dibutuhkan agar galaksi tetap menyatu, sementara Energi Gelap adalah entitas misterius yang mendorong percepatan ekspansi alam semesta saat ini. Integrasi keduanya adalah kunci untuk memodelkan evolusi struktural kosmos setelah era inflasi.
Teori-teori pembentukan alam semesta terus berkembang seiring kemajuan dalam teknologi observasi. Dentuman Besar, diperkuat oleh inflasi, tetap menjadi kerangka kerja yang paling kuat. Namun, misteri seputar singularitas awal, sifat materi gelap, dan perilaku energi gelap menunjukkan bahwa perjalanan kita untuk memahami asal usul kosmik masih jauh dari selesai. Penelitian di masa depan, khususnya melalui pengamatan gelombang gravitasi dan teleskop generasi berikutnya, diharapkan dapat memberikan petunjuk baru mengenai momen-momen pertama alam semesta.