Definisi modern untuk pengetahuan yang disebut kosmologi adalah: penelitian ilmiah yang berurusan dengan struktur saat ini, awal mula, evolusi, dan masa depan jagat raya secara keseluruhan sebagai sebuah sistem fisika.
Bidang ilmu ini mencoba untuk menciptakan sebuah kisah yang utuh berdasarkan teori-teori terbaik dan terbaru tentang materi, ruang, dan waktu untuk menjelaskan begitu banyak pengamatan yang telah berhasil dihimpun oleh para ilmuwan sepanjang waktu.
Pengamatan-pengamatan ini dibuat menggunakan bantuan teknologi, seperti teleskop dan bermacam-macam instrumen astronomi canggih lainnya, dengan eksplorasinya baik dari permukaan bumi maupun dari stasiun-stasiun ruang angkasa.
Kemajuan kosmologi membuat manusia bisa lebih memahami misteri jagat raya, pemahaman atas unsur-unsur dasarnya, termasuk materi, energi, ruang, dan waktu. Dari semua itu membentuk sebuah inti investigasi yang dilakukan oleh para fisikawan dan astronom untuk menghayati hukum-hukum alam dasar yang tampaknya bisa menjembatani kita dalam melihat pola fenomena alam sehingga bisa dengan mudah kita pahami dan kita prediksi.
Informasi ini sebagian besar dihimpun dalam domain-domain konseptual Mekanika Kuantum dan Relativitas Umum. Mekanika Kuantum menggambarkan secara rinci tentang unsur-unsur materi dasar yang disebut dengan Model Standar. Relativitas Umum menjelaskan bagaimana cara kerja gravitasi dalam bangun-bangun matematika yang rinci tempat medan gravitasi dianggap sinonim dengan sifat-sifat geometris sebuah kontinuum ruang-waktu 4 dimensi.
Jika kita melihat ke belakang, kosmologi modern awalnya dimulai dengan karya ilmuwan Inggris abad ke-17an yaitu Sir Isaac Newton, dengan penggambaran matematisnya yang teliti atas gravitasi untuk menjelaskan gerakan-gerakan planet-planet yang sebelumnya masih menjadi sebuah misteri, selain digunakan untuk menyusun model-model ilmiah pertama tentang kosmos yang bekerja berdasarkan Gravitasi Universal. “Bukti-bukti” terdahulu untuk skala ketak-berhinggaan jagat raya terutama bersifat filosofis atau religius.
Dari pemikiran Newton ini, orang-orang bisa mendapatkan penjelasan pertama berbasis fisika dan matematis, untuk menyingkirkan secara perlahan pemikiran-pemikiran mistik, takhayul dan irasional yang dibungkus secara halus sebagai jawaban megah yang tak terbantahkan dengan dalil iman. Saat ini, berkat fisikawan Jerman yang bernama Albert Einstein dengan Relativitas Umumnya telah mengantarkan kita ke penyingkapan “Dentuman Besar”, kerangka matematika paling sukses yang dipakai sebagai landasan untuk semua kosmologi modern.
Kosmologi ilmiah berupaya untuk menyingkap misteri-misteri jagat raya, seperti sifat dasar dua komponen “gelap” utama jagat raya: “materi gelap” (dark matter) dan “energi gelap” (dark energy). Upaya untuk mendapatkan jawaban-jawaban ini dibantu dengan serangkaian investigasi dan observasi yang dilaksanakan di laboratorium-laboratorium fisika di seluruh dunia. Penemuan gelombang-gelombang gravitasi baru-baru ini telah menegaskan kembali terkait kedudukan Relativitas Umum Einstein sebagai teori utama tentang gravitasi.
Sementara itu, para astronom terus mendapatkan dan menggali informasi teleskopis tentang struktur skala besar jagat raya dan sejarah paling awalnya melalui pencitraan langsung pembentukan bintang-bintang dan galaksi-galaksi pertama yang berusia di bawah 100 juta tahun sesudah “kelahiran” jagat raya.
Mereka juga melakukan kuantifikasi dan pengukuran terhadap radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), yang sekarang dikenali sebagai sebuah medium fisik yang mencatat dan menjelaskan evolusi berkumpulnya “materi gelap” di jagat raya awal, bersama jejak-jejak yang menggambarkan babak pertama dalam sejarah kosmik yang dikenal dengan sebutan “inflasi”.
Investigasi selanjutnya terhadap masa-masa awal dalam evolusi jagat raya telah mengantarkan kita ke penerapan teori-teori fisika modern dan terbaru yang disebut “gravitasi kuantum” terhadap upaya untuk menjelaskan momen-momen awal dalam pembentukan jagat raya. Di arena ini, kosmologi utamanya telah menjadi sebuah sub-area fisika energi teoretis dan pencarian sebuah teori terpadu tentang alam semesta. Ini sebuah proyek matematika rumit yang mencoba untuk menempatkan masalah-masalah “awal mula” kosmologi di titik pusat sebuah pemahaman yang mendalam tentang sifat dasar dunia fisik dan realitas sendiri:
Apakah ruang dan waktu dikuantisasi? Apakah multiverse sungguh ada?
Salah satu di antara banyak pengamatan astronomis mungkin membantu para fisikawan teoretis menjawab banyak di antara pertanyaan-pertanyaan yang sangat pelik tetapi penting itu, Banyak yang telah kita ketahui, dan banyak pula yang masih perlu ditemukan.
Maka bagi siapa pun yang terpikir untuk belajar kosmologi, landasan utamanya jelas keingintahuan yang kuat tentang jagat raya ini, keingintahuan tentang bagaimana awal mulanya, apa yang sedang terjadi sekarang, dan akan bagaimana kelak pada babak akhirnya. Karena ketika kita memahami kosmologi, kemampuan indra-indra kita diperbesar dengan keagungan ide-ide yang disampaikannya, pikiran kita ditinggikan di atas prasangka-prasangka yang rendah.
—-
A Degree in a Book: Cosmology: Everything You Need to Know to Master the Subject – in One Book! By Sten Odenwald
