Jabarkan Kosmologi dari Kronologi alam semesta

Bintang tidak tersebar secara acak di ruang, mereka berkumpul menjadi kelompok besar yang dikenal sebagai galaksi. Hari ini, terdapat sekitar 1022 hingga 1024 bintang dan 1011 hingga 1012 galaksi di alam semesta. Hampir semua galaksi besar diperkirakan juga mengandung lubang hitam supermasif di pusatnya. Beberapa dari sistem jauh itu mirip dengan galaksi Bima Sakti, sementara yang lain berbeda. Galaksi tidak tersebar secara seragam di ruang angkasa. Dalam skala besar, alam semesta menampilkan struktur yang koheren, dengan galaksi-galaksi yang terkumpul dalam kelompok dan gugus, dan diperkuat dengan proporsi yang sangat besar oleh gaya gravitasi.

Alam semesta yang terlihat - planet, bintang, galaksi - terbuat dari proton, neutron, dan elektron digabung menjadi atom. Penemuan abad ke-20 menemukan bahwa materi biasa atau barion, kurang dari 5 persen massa alam semesta. Sisa alam semesta tampaknya terbuat dari zat misterius yang tak tampak yang disebut materi gelap (27%) dan gaya yang menolak gravitasi dikenal sebagai energi gelap (68%). Sejak tahun 1990-an telah diketahui alam semesta mengembang dengan kecepatan semakin tinggi, sebuah fenomena yang secara historis dikaitkan dengan apa yang disebut energi gelap. Energi gelap telah disimpulkan dari sejumlah pengamatan astronomi yang independen, yang meliputi pengukuran jarak supernova tipe Ia, perkiraan usia alam semesta, pengukuran katar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) anisotropi, dan perkiraan pengelompokan. Energi gelap hipotetis tidak terlihat, dan dapat dianggap sebagai sifat intrinsik ruang waktu daripada materi biasa (energi stres) yang merupakan umber kelengkungan ruang-waktu. Kepadatan energi gelap adalah konstan, juga berbeda dengan materi/energi biasa. Sementara itu, materi gelap tidak terlihat. Ia bukanlah materi biasa atau antimateri, tetapi dapat menimbulkan gravitasi dan secara alternatif dijelaskan untuk mekanisme pelensaan gravitasi misterius. Saat ini, tidak ada mekanisme atau proses fisik yang mendasari fenomena yang dikaitkan dengan materi gelap atau energi gelap.

Masa depan dan nasib akhir

Alam semesta telah terbentuk sekitar 13,77 miliar tahun yang lalu dari keadaan homogen dengan kepadatan dan suhu yang tinggi, dan berevolusi. Alam semesta awal seragam, bentuk alam semesta saat ini datar, dan teori inflasi mengatakan bahwa alam semesta mengalami periode pengembangan yang sangat cepat dalam beberapa saat, akhirnya mendatar untuk menciptakan alam semesta yang datar dan seragam. Alam semesta mengembang, tumbuh lebih besar, dan lebih dingin; alam semesta berevolusi secara permanen, ia tidak statis atau abadi, termasuk bintang dan galaksi. Penemuan selanjutnya menemukan bahwa alam semesta mengalami percepatan, yang didorong oleh energi misterius yang dinamakan energi gelap, sebuah energi yang menghasilkan antigravitasi yang mampu menahan ledakan yang diperkirakan, dan dengan kekuatan sangat besar sehingga dapat mempercepat perluasan ruang.

Berbagai skenario telah diajukan untuk menjelaskan masa depan hingga nasib akhir alam semesta seperti Rengkuhan Besar, Kematian Panas dan Pembekuan Besar, dan Pengkoyakan Besar. Untuk memahami nasib akhir alam semesta, terletak pada pemahaman mengenai sifat-sifat energi gelap yang dapat menentukan pengaruhnya terhadap alam semesta yang mengembang. Jika alam semesta memiliki kepadatan materi gelap yang tinggi, perluasan Hubble yang dimulai dengan Dentuman Besar terus melambat karena tarikan gravitasi materi gelap yang memenuhi alam semesta, berakhir dengan kritis. Setelah mencapai titik balik ini, gravitasi dari semua materi dan energi yang ada akan mulai menarik, dan semuanya runtuh bersama-sama. Di alam semesta dengan kepadatan kritis materi gelap yang lebih rendah, perluasan meluncur. Di alam semesta dengan materi gelap dengan energi gelap, perlambatan awak dibalik dengan waktu-waktu akhir dengan meningkatnya dominasi energi gelap.

Jika energi gelap hipotetis terus mendominasi keseimbangan alam semesta, maka perluasan ruang angkasa saat ini akan terus meningkat secara eksponensial. Struktur yang belum terikat gravitasi pada akhirnya akan terpisah. Bumi dan Bima Sakti akan tetap tidak terganggu sementara bagian alam semesta lainnya menjauh. Alam semesta terus mengembang dan mendingin selamanya. Jika alam semesta memiliki penyimpangan dari keseimbangan sempurna antara kepadatan materi dan energi awal alan semesta dan laju perluasan awal harus kurang dari satu bagian 1025. Mungkin alam semesta berada tepat di perbatasan yang memisahkan perluasan abadi dan keruntuhan, di mana hanya satu proton lagi yang akan mengubah nasib. Alam semesta kritis akan mengalami penurunan laju perluasan, secara asimtotik, hingga nol, tetapi laju perluasan tidak akan pernah berbalik sendiri.