Fisika modern tidak akan pernah sama tanpa kontribusi monumental Albert Einstein. Meskipun namanya sering diasosiasikan langsung dengan Teori Relativitas Khusus dan Umum—yang merevolusi pemahaman kita tentang ruang, waktu, gravitasi, dan energi—peranannya dalam membentuk kosmologi modern, khususnya teori Big Bang, sangatlah mendalam. Awalnya, Einstein mungkin tidak secara eksplisit memprediksi 'Dentuman Dahsyat', namun kerangka kerjanya menyediakan alat matematika yang krusial untuk memahaminya.
Visualisasi konseptual dari ruang waktu yang mengembang.
Relativitas Umum: Fondasi Kosmologi
Pada tahun 1915, Einstein mempublikasikan Teori Relativitas Umum. Teori ini menyatakan bahwa gravitasi bukanlah gaya misterius, melainkan manifestasi dari kelengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh massa dan energi. Persamaan medan Einstein (Einstein Field Equations) adalah inti dari teori ini, yang menjelaskan bagaimana materi mendikte geometri alam semesta, dan geometri tersebut kemudian mendikte bagaimana materi bergerak.
Ketika persamaan ini pertama kali diterapkan pada alam semesta secara keseluruhan, hasilnya mengejutkan. Persamaan tersebut menunjukkan bahwa alam semesta seharusnya tidak statis; ia harus terus mengembang atau menyusut. Pada saat itu, pandangan ilmiah umum adalah bahwa alam semesta itu kekal dan statis. Einstein, yang juga percaya pada alam semesta statis, merasa tidak nyaman dengan hasil ini. Untuk "memaksa" alam semestanya menjadi statis, ia memasukkan sebuah istilah korektif yang dikenal sebagai Konstanta Kosmologi ($\Lambda$).
Dari Statis ke Ekspansi
Ironi sejarah terjadi ketika Edwin Hubble, melalui pengamatan teleskopiknya, membuktikan pada akhir tahun 1920-an bahwa galaksi-galaksi menjauhi satu sama lain—alam semesta memang mengembang. Penemuan ini menjadi bukti observasional yang kuat untuk teori ekspansi yang tersirat dalam persamaan Einstein yang asli. Setelah pengamatan Hubble, Einstein dikatakan menyebut Konstanta Kosmologi sebagai "kesalahan terbesar dalam hidupnya."
Meskipun Einstein tidak merumuskan teori Big Bang secara langsung (teori ini lebih dikembangkan oleh Georges Lemaître, yang menggabungkan Relativitas Umum dengan pengamatan Hubble), teori Big Bang adalah solusi paling konsisten dari Persamaan Medan Einstein jika Konstanta Kosmologi diabaikan (atau jika nilainya nol). Teori Big Bang menjelaskan bahwa alam semesta dimulai dari kondisi yang sangat panas dan padat, dan sejak saat itu terus mengembang dan mendingin.
Keterkaitan dengan Titik Awal Semesta
Relativitas Umum menyediakan kerangka kerja di mana Big Bang dapat dipahami sebagai peristiwa di mana seluruh ruang dan waktu itu sendiri diciptakan dan mulai mengembang. Ketika kita memutar balik waktu dalam model kosmologis yang didasarkan pada persamaan Einstein, kita akan tiba pada singularitas awal—titik di mana kepadatan dan kelengkungan menjadi tak terhingga. Meskipun fisika kuantum diperlukan untuk memahami momen persis singularitas itu sendiri (yang berada di luar cakupan Relativitas Umum), Relativitas Umum menjelaskan evolusi alam semesta sejak waktu yang sangat singkat setelah titik itu.
Jadi, warisan Einstein dalam konteks Big Bang bukanlah prediksi langsung, melainkan penyediaan bahasa matematis yang akurat—yaitu geometri diferensial dari ruang-waktu—yang memungkinkan fisikawan masa kini untuk memodelkan sejarah kosmik alam semesta kita. Tanpa kerangka kerja yang disediakan oleh Einstein, para ilmuwan tidak akan memiliki peta jalan teoritis untuk memahami bagaimana miliaran tahun ekspansi membentuk galaksi, bintang, dan akhirnya, kita sendiri. Konsep ruang-waktu yang dinamis dan dapat melengkung adalah kunci yang membuka pintu pemahaman kita tentang asal-usul kosmik.