Pada tahun 1965, saat melakukan penelitian astronomi radio di Bell Laboratories di Amerika Serikat, Arnold Penzias dan Robert Wilson secara tidak sengaja menemukan radiasi latar belakang gelombang mikro yang lemah. Penemuan ini tidak hanya menumbangkan pemahaman ilmiah saat itu, tetapi juga memberikan bukti penting bagi pemahaman kita tentang asal usul alam semesta. Radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) yang mereka temukan dianggap sebagai dukungan kuat bagi teori Big Bang dan memberikan petunjuk utama bagi evolusi alam semesta.
"Kami telah mencoba menjelaskan fenomena ini, tetapi kami tidak pernah dapat menemukan alasan yang masuk akal."
Penelitian asli dimulai pada tahun 1940-an, ketika ilmuwan seperti Hosier mengembangkan banyak teori untuk menjelaskan asal usul alam semesta dan proses pendinginannya. Namun, setelah penemuan Penzias dan Wilson, teori-teori ini ditetapkan dan didukung secara empiris. Keseragaman radiasi latar belakang gelombang mikro ini membentuk hipotesis tentang perluasan dan pendinginan alam semesta, dan juga memandu banyak penelitian dan eksplorasi berikutnya.
Pengukuran dan analisis radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik mengungkap banyak detail model alam semesta kita saat ini. Menurut teori Big Bang, alam semesta dipenuhi dengan plasma panas berdensitas energi tinggi pada detik-detik pertamanya. Selama ratusan ribu tahun berikutnya, saat alam semesta mengembang, partikel-partikel ini mendingin, membentuk atom hidrogen netral dan tidak lagi menyebarkan cahaya, sehingga foton dapat lewat dengan bebas. Proses ini disebut "periode reorganisasi."
"Foton yang dilepaskan selama periode rekombinasi mengubah energinya saat alam semesta mengembang. Fenomena ini membentuk latar belakang gelombang mikro kosmik yang kita deteksi saat ini."
Instrumen pengamatan berikutnya, termasuk COBE, WMAP, dan Planck, menganalisis lebih lanjut karakteristik radiasi latar belakang gelombang mikro ini dan mengungkapkan variabilitas suhu dalam berbagai arah. Variabilitas ini tidak hanya menunjukkan proses interaksi yang kompleks antara materi dan foton di alam semesta awal, tetapi juga mencerminkan keseluruhan struktur alam semesta dan sejarah evolusinya.
Yang terpenting, berbagai puncak CMB memberikan informasi penting tentang alam semesta awal. Puncak pertama menunjukkan kelengkungan alam semesta secara keseluruhan, sedangkan puncak kedua dan ketiga mengungkapkan kepadatan materi normal dan gelap. Dalam studi ini, terdapat tantangan dalam mengekstraksi data CMB secara akurat, termasuk interferensi dari fitur latar depan seperti gugus galaksi.
“Bahkan dalam variasi yang sangat kecil, kami masih dapat mengukur berbagai sifat alam semesta dengan presisi tinggi.”
Sejak tahun 1960-an, dengan kemajuan teori yang berkelanjutan, radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik dianggap sebagai bukti terbaik untuk memahami alam semesta. Berbagai sinyal polarisasi dalam latar belakang ini dan perubahan kecil dalam spektrumnya akan semakin mengungkap rahasia alam semesta awal. Seiring berkembangnya teknologi baru, para ilmuwan berharap untuk memperoleh data yang lebih meyakinkan dalam beberapa dekade mendatang yang akan memperdalam pemahaman kita tentang alam semesta purba dan pembentukan struktur.
Tinjauan historis memungkinkan kita untuk memahami bahwa penemuan tak terduga Penzias dan Wilson bukan sekadar kecelakaan ilmiah, tetapi mengungkap evolusi alam semesta dan kunci untuk eksplorasi masa depan. Jadi, bagaimana kita harus menghadapi eksplorasi masa depan? Bagaimana dengan asal usul dan evolusi alam semesta?