Jabarkan Landasan teori dan bukti dari Perluasan alam semesta

Dalam salah satu makalah klasik paling terkenal dalam sejarah sains, artikel PNAS tahun 1929 Edwin Hubble tentang hubungan yang diamati antara jarak dan kecepatan resesi galaksi – Hukum Hubble – menyingkap alam semesta yang mengembang dan selamanya mengubah pemahaman kita tentang kosmos. Ini meresmikan bidang kosmologi pengamatan yang telah mengungkap alam semesta yang sangat luas yang telah mengembang dan berevolusi selama 14 miliar tahun dan mengandung materi gelap, energi gelap, dan miliaran galaksi. Dalam bentuknya yang paling sederhana, dinyatakan bahwa, semakin jauh galaksi, semakin cepat ia menjauh dari kita. Konsep ini terletak di jantung kosmologi modern, di mana seluruh alam semesta - ruang, waktu dan materi - diperkirakan telah lahir dalam Dentuman Besar.  Untuk setiap megaparsec tambahan, Hubble menemukan bahwa galaksi surut 500 kilometer per detik lebih cepat, jadi konstanta Hubble adalah 500 dalam satuan kilometer per detik per megaparsec.

Albert Einstein sangat gembira mendengar karya Hubble. Teori Relativitas Einstein menyiratkan bahwa alam semesta pasti mengembang atau menyusut. Tetapi Einstein sendiri menolak gagasan ini dan mendukung gagasan yang diterima bahwa alam semesta diam dan selalu ada. Pada tahun 2018, Persatuan Astronomi Internasional (IAU), memilih untuk mengganti hukum Hubble menjadi hukum Hubble-Lemaître.

Konstanta Hubble dan Persamaan Freedman

Pada tahun 1920-an, artikel PNAS Edwin Hubble menghitung nilai yang disebut Konstanta Hubble (H0), yang mewakili seberapa cepat alam semesta berkembang ke luar. Laju perluasan alam semesta saat ini, konstanta Hubble, dapat diprediksi dari model kosmologis menggunakan pengukuran alam semesta awal, atau lebih langsung diukur dari alam semesta akhir. Namun sejak saat itu, para astronom yang mengamati dan mengukur perluasan alam semesta telah sampai pada nilai yang berbeda dari Konstanta Hubble, yang tampaknya tidak ada yang sependapat satu sama lain. Ahli kosmologi menggunakan satelit Planck mempelajari latar belakang gelombang mikro kosmik, telah sampai pada presisi tinggi dari laju perluasan. Sementara astronom Friedman bersama timnya mengamati bintang raksasa merah di galaksi jauh. Keduanya angka tersebut, bagaimanapun, tidak setuju. Menurut Planck dan teori materi gelap energi gelap yang berhasil memodelkan komposisi dan evolusi alam semesta, dikombinasikan dengan pengukuran yang tepat dari latar belakang gelombang mikro kosmik yang dipancarkan tak lama setelah Dentuman Besar, H0 seharusnya 67 - singkatan dari alam semesta yang mengambang 67 kilometer per detik lebih cepat setiap 3,26 tahun cahaya.

Pengukuran di alam semesta akhir, yang berasal dari proyek bernama Supernova H0 (SH0ES), mematok konstanta Hubble pada 74. Dengan menggunakan persamaan Friedmann, bentuk khusus yang memungkinkan kita untuk perluasan universal, Friedman, menemukan bahwa alam semesta mengembang pada 68,9 km per detik per megaparsec.