Struktur berskala besar alam semesta

Dalam kosmologi dan astrofisika, Struktur berskala besar alam semesta adalah pola galaksi dan materi pada skala yang jauh lebih besar daripada galaksi individu atau kelompok galaksi dan merupakan kerangka Alam semesta.^[1] Struktur yang berkorelasi ini dapat terlihat hingga miliaran tahun cahaya panjangnya dan dibuat serta dibentuk oleh gravitasi.^[2] Objek seperti bintang, lubang hitam, bintang neutron, kuasar, galaksi, gugus galaksi hingga supergugus galaksi dan termasuk materi^[3] adalah bahan penyusun struktur berskala besar yang mencakup rentang skala fisik dan variasi kondisi fisik yang luar biasa.^[4][5] Objek-objek seperti ini biasanya menerapkan banyak disiplin ilmu fisika, termasuk mekanika, elektromagnetisme, mekanika statistik, termodinamika, mekanika kuantum, relativitas, fisika nuklir dan partikel, serta fisika atom dan molekuler.^[6] Survei terhadap objek yang jauh mengungkapkan bahwa Alam semesta memiliki struktur gelembung - lembaran dan filamen galaksi membentuk jaringan berputar yang diselingi oleh lubang besar (void).^[7]

Dalam skala besar, Alam semesta menampilkan struktur yang koheren, dengan galaksi-galaksi yang berada dalam kelompok dan kelompok pada skala ~ 1,3 Mpc/jam, yang terletak di persimpangan filamen panjang galaksi yang panjangnya> 10 Mpc/jam, dan beberapa di antaranya terletak di dalam void.^[8] Galaksi tidak terdistribusi secara merata di alam semesta, melainkan membentuk jaringan rumit dari filamen, lembaran dan gugus,^[9] kosmos seragam pada skala besar.^[10][11] Alam semesta memiliki dua struktur utama, filamen galaksi dan void.^[12] Wilayah luas dan ruang relatif kosong, yang dikenal sebagai void, berisi sangat sedikit galaksi dan rentang volume di antara struktur ini.^[13] Sementara galaksi dan filamen memiliki massa lebih banyak daripada rata-rata wilayah alam semesta, void memiliki massa lebih sedikit daripada rata-rata.^[14] Ini merupakan salah satu kendala terpenting dalam kosmologi.^[15] Cahaya dari galaksi jauh mengungkapkan informasi penting tentang sifat alam semesta dan memungkinkan para ilmuwan mengembangkan model presisi tinggi dari sejarah, evolusi dan struktur kosmos.^[16]

Diameter besar void (150 juta tahun cahaya) dan tingkat tinggi isotropi radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik menentukan kerangka acuan untuk model teoritis untuk pembentukan struktur berskala besar.^[17] Bagaimana struktur berskala besar ini terbentuk adalah misteri terbesar dalam kosmologi.^[9] Pada skala yang sangat besar, pembentukan struktur ini secara kasar dapat dijelaskan dengan pendekatan Zel'dovich.^[18]

Beberapa struktur terbesar yang diketahui adalah Tembok Besar Hercules–Corona Borealis, Cincin GRB raksasa^[19] dan Huge-LQG menantang prinsip kosmologi. Prinsip kosmologi dan model standar kosmologi adalah model teoritis yang menyatakan bahwa alam semesta homogen dan isotropik.^[20] Dalam perhitungan astrofisika, struktur yang lebih besar dari dari sekitar 1,2 miliar tahun cahaya seharusnya tidak ada.^[21] Simulasi alam semesta teramati menunjukkan bahwa alam semesta mulai mengalami percepatan perluasan sekitar 6 miliar tahun yang lalu dalam 6 urutan skala panjang skala, dari urutan Bima Sakti hingga seluruh Alam semesta teramati. Ini memberikan informasi penting mengenai pembentukan dan evolusi struktur evolusi terbesar di alam semesta, termasuk efek pelensaan topologis pada skala kosmik yang dapat dideteksi.^[22][23] Pengaruh gravitasi menyebabkan galaksi dan kelompok galaksi dapat tetap menjadi objek yang terikat secara gravitasi. Kumpulan objek ini dapat membentuk struktur yang lebih besar seperti jaringan kosmik.^[24]

1. ^ Bahcall, Neta A. (1988-09). "Large-Scale Structure in the Universe Indicated by Galaxy Clusters". Annual Review of Astronomy and Astrophysics (dalam bahasa Inggris). 26 (1): 631–686. doi:10.1146/annurev.aa.26.090188.003215. ISSN 0066-4146. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-03-04. Diakses tanggal 2020-11-03.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)
2. ^ "Large-Scale Structure". The Dark Energy Survey (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-01. 
3. ^ Shandarin, S. F.; Zeldovich, Ya. B. (1989-04-01). "The large-scale structure of the universe: Turbulence, intermittency, structures in a self-gravitating medium". Reviews of Modern Physics. 61 (2): 185–220. doi:10.1103/revmodphys.61.185. ISSN 0034-6861. 
4. ^ "From the Solar System to the Universe: An Introduction to Astrophysics and Cosmology | Brown University". precollege.brown.edu. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-09-20. Diakses tanggal 2020-11-01. 
5. ^ Evrard, August E. (1999-04-13). "Real or virtual large-scale structure?". Proceedings of the National Academy of Sciences (dalam bahasa Inggris). 96 (8): 4228–4231. doi:10.1073/pnas.96.8.4228. ISSN 0027-8424. PMID 10200243. 
6. ^ "An Introduction to Astrophysics – Planetary Sciences, Inc" (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-01. 
7. ^ DR. Barbara Mattson, J.D. Myers. "Imagine the Universe!". imagine.gsfc.nasa.gov. Diakses tanggal 2020-11-01. 
8. ^ Rieder, S.; van de Weygaert, R.; Cautun, M.; Beygu, B.; Portegies Zwart, S. (2013-08-20). "Assembly of filamentary void galaxy configurations". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 435 (1): 222–241. doi:10.1093/mnras/stt1288. ISSN 0035-8711. 
9. ^ ^{a b} Weinberg, David H. (2005-07-22). "Mapping the Large-Scale Structure of the Universe". Science (dalam bahasa Inggris). 309 (5734): 564–565. doi:10.1126/science.1115128. ISSN 0036-8075. PMID 16040694. 
10. ^ [email protected]. "Observable Universe contains ten times more galaxies than previously thought". www.spacetelescope.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-01. 
11. ^ Aron, Jacob (2013-01-19). "Largest structure challenges Einstein's smooth cosmos". New Scientist (dalam bahasa Inggris). 217 (2900): 13. doi:10.1016/S0262-4079(13)60143-8. ISSN 0262-4079. 
12. ^ "Astrophysicists have created the largest 3D map of the Universe". Innovation News Network (dalam bahasa Inggris). 2020-07-20. Diakses tanggal 2020-11-01. 
13. ^ Coil, Alison L. (2013). "Large Scale Structure of the Universe". arXiv:1202.6633 [astro-ph]: 387–421. doi:10.1007/978-94-007-5609-0_8. 
14. ^ "Cosmologists weigh cosmic filaments and voids". phys.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-01. 
15. ^ Springel, Volker; Pakmor, Rüdiger; Pillepich, Annalisa; Weinberger, Rainer; Nelson, Dylan; Hernquist, Lars; Vogelsberger, Mark; Genel, Shy; Torrey, Paul (2017-12-22). "First results from the IllustrisTNG simulations: matter and galaxy clustering". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 475 (1): 676–698. doi:10.1093/mnras/stx3304. ISSN 0035-8711. 
16. ^ "Astrophysics team lights the way for more accurate model of the universe". phys.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-01. 
17. ^ Lapparent-Gurriet, Valérie de (1997/10). "The large-scale structure of the Universe". European Review (dalam bahasa Inggris). 5 (4): 419–428. doi:10.1002/(SICI)1234-981X(199710)5:43.0.CO;2-G. ISSN 1474-0575.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)
18. ^ Cui, Weiguang; Zhang, Youcai (2017-06-07). "The Impact of Baryons on the Large-Scale Structure of the Universe". Trends in Modern Cosmology (dalam bahasa Inggris). doi:10.5772/68116. 
19. ^ "Is this the largest feature in the universe? | EarthSky.org". earthsky.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-01. 
20. ^ Arbab, Arbab I. (1997-01). "Cosmological Models with Variable Cosmological and Gravitational "Constants" and Bulk Viscous Models". General Relativity and Gravitation. 29 (1): 61–74. doi:10.1023/a:1010252130608. ISSN 0001-7701.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)
21. ^ "Largest Structure in Universe Discovered | Space". www.space.com. Diakses tanggal 2020-11-01. 
22. ^ Alimi, Jean-Michel; Bouillot, Vincent; Rasera, Yann; Reverdy, Vincent; Corasaniti, Pier-Stefano; Balmes, Irene; Requena, Stephane; Delaruelle, Xavier; Richet, Jean-Noel (2012-11). "First-ever full observable universe simulation". 2012 International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis. IEEE. doi:10.1109/sc.2012.58. ISBN 978-1-4673-0805-2.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)
23. ^ Luminet, Jean-Pierre (2006-03). "The shape of space after WMAP data". Brazilian Journal of Physics. 36 (1B): 107–114. doi:10.1590/S0103-97332006000200002. ISSN 0103-9733.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)
24. ^ "Science". The Dark Energy Survey (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-01.