Kosmologi

Kosmologi (; daripada Yunani Purba κόσμος (kósmos) 'dunia', dan -λογία (-logía) 'pengajian') ialah cabang fizik dan metafizik yang berurusan dengan sifat alam semesta. Istilah kosmologi pertama kali digunakan dalam bahasa Inggeris pada tahun 1656 dalam Glossographia Thomas Blount,  dan pada tahun 1731 diambil dalam bahasa Latin oleh ahli falsafah Jerman Christian Wolff, dalam Cosmologia Generalis. Kosmologi agama atau mitologi ialah kumpulan kepercayaan berdasarkan kesusasteraan mitologi, keagamaan dan esoterik serta tradisi mitos dan eskatologi penciptaan. Dalam ilmu astronomi, kosmologi berkaitan dengan kajian kronologi alam semesta.

Kosmologi fizikal ialah kajian tentang asal usul alam semesta yang boleh diperhatikan, struktur dan dinamiknya berskala besar, dan nasib muktamad alam semesta, termasuk undang-undang sains yang mengawal kawasan ini.  Ia disiasat oleh ahli sains, termasuk ahli astronomi dan ahli fizik, serta ahli falsafah, seperti ahli metafizik, ahli falsafah fizik, dan ahli falsafah ruang dan masa. Oleh kerana skop yang dikongsi dengan falsafah ini, teori dalam kosmologi fizikal mungkin merangkumi kedua-dua cadangan saintifik dan bukan saintifik dan mungkin bergantung pada andaian yang tidak boleh diuji . Kosmologi fizikal adalah sub-cabang astronomi yang mengambil berat tentang alam semesta secara keseluruhan. Kosmologi fizikal moden dikuasai oleh Teori Letupan Besar yang cuba menyatukan astronomi cerapan dan fizik zarah; lebih khusus, pemparameteran piawai Letupan Besar dengan jirim gelap dan tenaga gelap, dikenali sebagai model Lambda-CDM.

Ahli astrofizik teori David N. Spergel telah menyifatkan kosmologi sebagai "sains sejarah" kerana "apabila kita melihat ke luar angkasa, kita melihat ke belakang dalam masa" disebabkan sifat terhingga kelajuan cahaya.

Disiplin 

Fizik dan astrofizik telah memainkan peranan penting dalam membentuk pemahaman kita tentang alam semesta melalui pemerhatian dan eksperimen saintifik. Kosmologi fizikal telah dibentuk melalui kedua-dua matematik dan pemerhatian dalam analisis seluruh alam semesta. Alam semesta secara umumnya difahamkan telah bermula dengan Letupan Besar, diikuti hampir serta-merta oleh inflasi kosmik, pengembangan ruang dari mana alam semesta dianggap telah muncul 13.799 ± 0.021 bilion tahun yang lalu. Kosmogoni mengkaji asal usul alam semesta, dan kosmografi memetakan ciri-ciri alam semesta.

Dalam Encyclopédie oleh Diderot, kosmologi dipecahkan kepada uranologi (sains langit), aerologi (sains udara), geologi (sains benua), dan hidrologi (sains air).

Kosmologi metafizik juga telah digambarkan sebagai penempatan manusia di alam semesta dalam hubungan dengan semua entiti lain. Ini dicontohkan oleh pemerhatian Marcus Aurelius bahawa tempat manusia dalam hubungan itu: "Dia yang tidak tahu apakah dunia ini tidak akan tahu di mana dia berada, dan dia yang tidak tahu untuk tujuan apa dunia ini wujud, dia tidak tahu siapa dirinya, dan bukan juga dunia ini."

Penemuan

Kosmologi fizikal 
Kosmologi fizikal ialah cabang fizik dan astrofizik yang berkaitan dengan kajian tentang asal-usul fizikal dan evolusi alam semesta. Ia juga termasuk kajian tentang alam semesta secara besar-besaran. Dalam bentuk yang paling awal, ia adalah apa yang kini dikenali sebagai "mekanik cakerawala", kajian tentang langit . Ahli falsafah Yunani Aristarchus dari Samos, Aristotle, dan Ptolemy mencadangkan teori kosmologi yang berbeza. Sistem Ptolemaic geosentrik adalah teori yang berlaku sehingga abad ke-16 apabila Nicolaus Copernicus, dan seterusnya Johannes Kepler dan Galileo Galilei, mencadangkan sistem heliosentrik. Ini adalah salah satu contoh koyakan epistemologi yang paling terkenal dalam kosmologi fizikal.

Principia Mathematica karya Isaac Newton, yang diterbitkan pada tahun 1687, merupakan huraian pertama tentang hukum graviti sejagat . Ia menyediakan mekanisme fizikal untuk undang-undang Kepler dan juga membenarkan anomali dalam sistem sebelumnya, yang disebabkan oleh interaksi graviti antara planet, untuk diselesaikan. Perbezaan asas antara kosmologi Newton dan yang mendahuluinya ialah prinsip Copernicus —bahawa jasad di Bumi mematuhi undang-undang fizik yang sama seperti semua benda angkasa. Ini adalah kemajuan falsafah yang penting dalam kosmologi fizikal.

Kosmologi saintifik moden biasanya dianggap telah bermula pada tahun 1917 dengan penerbitan Albert Einstein tentang pengubahsuaian akhir relativiti amnya dalam karya "Pertimbangan Kosmologi Teori Umum Relativiti" (walaupun kertas ini tidak tersedia secara meluas di luar Jerman sehingga akhir Perang Dunia I). Relativiti am mendorong ahli kosmogoni seperti Willem de Sitter, Karl Schwarzschild, dan Arthur Eddington untuk meneroka kesan astronominya, yang meningkatkan keupayaan ahli astronomi untuk mengkaji objek yang sangat jauh. Ahli fizik mula mengubah andaian bahawa alam semesta adalah statik dan tidak berubah. Pada tahun 1922, Alexander Friedmann memperkenalkan idea tentang alam semesta yang mengembang yang mengandungi bahan bergerak.

Selari dengan pendekatan dinamik terhadap kosmologi ini, satu perdebatan lama mengenai struktur kosmos akan mencapai kemuncak - Perbahasan Besar (1917 hingga 1922) - dengan ahli kosmologi awal seperti Heber Curtis dan Ernst Öpik menentukan bahawa beberapa nebula dilihat dalam teleskop adalah galaksi berasingan yang jauh dari galaksi kita. Walaupun Heber Curtis berhujah untuk idea bahawa nebula lingkaran adalah sistem bintang dalam hak mereka sendiri sebagai alam semesta pulau, ahli astronomi Mount Wilson Harlow Shapley memperjuangkan model kosmos yang terdiri daripada sistem bintang Bima Sakti sahaja. Perbezaan idea ini mencapai kemuncak dengan penganjuran Great Debate pada 26 April 1920 pada mesyuarat Akademi Sains Kebangsaan AS di Washington, DC Perdebatan itu telah diselesaikan apabila Edwin Hubble mengesan Pembolehubah Cepheid di Galaksi Andromeda pada tahun 1923 dan 1924. Jarak mereka membentuk nebula lingkaran jauh di luar pinggir Bima Sakti.

Pemodelan alam semesta seterusnya meneroka kemungkinan pemalar kosmologi, yang diperkenalkan oleh Einstein dalam kertas kerjanya pada tahun 1917, boleh menghasilkan alam semesta yang berkembang, bergantung pada nilainya. Oleh itu model Letupan Besar telah dicadangkan oleh paderi Belgium Georges Lemaître pada tahun 1927 yang kemudiannya disokong oleh penemuan Edwin Hubble tentang anjakan merah pada tahun 1929 dan kemudiannya oleh penemuan sinaran latar belakang gelombang mikro kosmik oleh Arno Penzias dan Robert Woodrow Wilson pada tahun 1964. Ini penemuan adalah langkah pertama untuk menolak beberapa kosmologi alternatif.

Sejak sekitar tahun 1990, beberapa kemajuan dramatik dalam kosmologi cerapan telah mengubah kosmologi daripada sains yang sebahagian besarnya spekulatif kepada sains ramalan dengan persetujuan yang tepat antara teori dan pemerhatian. Kemajuan ini termasuk pemerhatian latar belakang gelombang mikro dari COBE, WMAP  dan satelit Planck,  tinjauan anjakan merah galaksi baharu yang besar termasuk 2dfGRS dan SDSS, dan pemerhatian supernova jauh dan kanta graviti. Pemerhatian ini sepadan dengan ramalan teori inflasi kosmik, teori Letupan Besar yang diubah suai, dan versi khusus yang dikenali sebagai model Lambda-CDM. Ini telah menyebabkan ramai yang merujuk kepada zaman moden sebagai "zaman keemasan kosmologi".

Pada 2014, kerjasama BICEP2 mendakwa bahawa mereka telah mengesan kesan gelombang kegravitian dalam latar belakang gelombang mikro kosmik. Walau bagaimanapun, keputusan ini kemudiannya didapati palsu: bukti yang sepatutnya gelombang graviti sebenarnya disebabkan oleh habuk antara bintang.

Pada 1 Disember 2014, pada mesyuarat Planck 2014 di Ferrara, Itali, ahli astronomi melaporkan bahawa alam semesta berusia 13.8 bilion tahun dan terdiri daripada 4.9% jirim atom, 26.6% jirim gelap dan 68.5% tenaga gelap.

Kosmologi agama atau mitologi 
Kosmologi agama atau mitologi ialah kumpulan kepercayaan berdasarkan kesusasteraan mitologi, keagamaan dan esoterik serta tradisi penciptaan dan eskatologi. Mitos penciptaan ditemui dalam kebanyakan agama, dan biasanya dibahagikan kepada lima klasifikasi berbeza, berdasarkan sistem yang dicipta oleh Mircea Eliade dan rakan sekerjanya Charles Long.

 Jenis Mitos Penciptaan berdasarkan motif yang serupa:
 Penciptaan ex nihilo iaitu penciptaan adalah melalui pemikiran, perkataan, mimpi atau rembesan tubuh makhluk ilahi.
 Penciptaan penyelam bumi di mana penyelam, biasanya burung atau amfibia yang dihantar oleh pencipta, terjun ke dasar laut melalui lautan purba untuk membawa pasir atau lumpur yang berkembang menjadi dunia daratan.
 Mitos kemunculan di mana nenek moyang melalui satu siri dunia dan metamorfosis sehingga mencapai dunia sekarang.
 Penciptaan melalui pemotongan makhluk purba.
 Penciptaan melalui pemecahan atau susunan kesatuan primordial seperti pecahnya telur kosmik atau perintah membawa daripada huru-hara.

Falsafah 

Kosmologi memperkatakan dunia sebagai keseluruhan ruang, masa dan semua fenomena. Dari segi sejarah, ia mempunyai skop yang agak luas, dan dalam banyak kes ditemui dalam agama. Beberapa soalan tentang Alam Semesta berada di luar skop penyelidikan saintifik, tetapi masih boleh disoal siasat melalui rayuan kepada pendekatan falsafah lain seperti dialektik. Beberapa soalan yang disertakan dalam usaha tambahan saintifik mungkin termasuk:

 Apakah asal usul alam semesta? Apakah punca pertama (jika ada)? Adakah kewujudannya perlu? (tentang monisme, panteisme, emanasionisme dan ciptaanisme)
 Apakah komponen bahan utama alam semesta? (tentang mekanisme, dinamisme, hilomorfisme, atomisme)
 Apakah sebab muktamad (jika ada) untuk kewujudan alam semesta? Adakah kosmos mempunyai tujuan? (tentang teleologi)
 Adakah kewujudan kesedaran mempunyai peranan dalam kewujudan realiti? Bagaimanakah kita tahu apa yang kita ketahui tentang keseluruhan kosmos? Adakah penaakulan kosmologi mendedahkan kebenaran metafizik? (tentang epistemologi)

Kosmologi sejarah 

Catatan jadual: istilah "statik" bermaksud tidak mengembang dan tidak mengecut. Simbol G mewakili pemalar graviti Newton; Λ (Lambda) ialah pemalar kosmologi.

Lihat juga 

 Masa dan ruang mutlak
 Sejarah Besar
 Sains Bumi
 Pembentukan dan evolusi galaksi
 Projek Illustris
 Model Lambda-CDM
 Senarai ahli astrofizik
 Kosmologi tidak piawai
 Taiji (falsafah)
 Garis masa teori kosmologi
 Lengkuk putaran sejagat
 Inflasi hangat

Rujukan

Sumber 

 
 
  Download full text: 
 
 
  Lectures given at the Summer School in High Energy Physics and Cosmology, ICTP (Trieste) 1993.) 60 pages, plus 5 Figures.
 
 
 Sophia Centre. The Sophia Centre for the Study of Cosmology in Culture, University of Wales Trinity Saint David.
Fizik kosmologi
Kosmologi