Hydrogen | Helium | Peristiwa Big Bang

Element apa yang paling banyak antara Hydrogen dan Helium di alam semesta dan bagaimana hal tersebut dapat terjadi ?

Pertanyaan ini sangat penting dalam memahami asal-usul unsur di alam semesta — dan jawabannya berakar langsung pada peristiwa Big Bang. Mari kita bahas secara ilmiah dan kronologis

1. Unsur yang Paling Banyak di Alam Semesta

Jadi, Hidrogen adalah unsur paling banyak di alam semesta, diikuti oleh Helium.

2. Mengapa Hidrogen dan Helium Mendominasi?

Jawabannya terletak pada proses nukleosintesis awal alam semesta, yang terjadi hanya beberapa menit setelah Big Bang — dikenal sebagai Big Bang Nucleosynthesis (BBN).

Tahapan Singkatnya:

1. Setelah Big Bang, suhu alam semesta mencapai miliaran derajat Kelvin.
   → Partikel dasar seperti proton (inti hidrogen), neutron, dan elektron terbentuk.

2. Ketika suhu turun sekitar 100 juta Kelvin, proton dan neutron mulai bergabung membentuk inti atom sederhana.

3. Dalam kurun waktu sekitar 3 menit pertama, terbentuklah:

   • Hidrogen (proton tunggal)

   • Deuterium (inti H berat: 1 proton + 1 neutron)

   • Helium-3 dan Helium-4

   • Sedikit sekali Litium-7

4. Alam semesta kemudian mendingin terlalu cepat untuk membentuk unsur yang lebih berat.
   → Unsur yang lebih kompleks baru terbentuk miliaran tahun kemudian di dalam bintang melalui fusi nuklir.

☀️ 3. Mengapa Hidrogen Lebih Banyak daripada Helium?

Karena:

• Setiap neutron yang ada dapat bergabung dengan proton untuk membentuk helium.

• Namun, jumlah neutron lebih sedikit daripada proton setelah beberapa detik pertama Big Bang (rasio kira-kira 1 neutron : 7 proton).

• Akibatnya, hanya sebagian kecil dari seluruh proton yang berubah menjadi helium.

• Sisanya tetap sebagai hidrogen bebas.

Kesimpulan Fisiknya:

Alam semesta kita kaya hidrogen karena dari awal, lebih banyak proton terbentuk dibanding neutron, dan reaksi nukleosintesis berhenti terlalu cepat untuk mengubahnya semua menjadi helium.

4. Bukti Observasional

• Komposisi spektrum bintang dan galaksi menunjukkan rasio ~74% hidrogen dan ~24% helium.

• Pengukuran radiasi latar kosmik (CMB) juga sesuai dengan prediksi teori nukleosintesis Big Bang.

• Semua pengamatan mendukung bahwa hidrogen adalah unsur utama yang mengisi bintang, nebula, dan gas antargalaksi.

5. Singkatnya:

• Unsur paling banyak: Hidrogen (H)

• Peringkat kedua: Helium (He)

• Terjadi karena: Proses nukleosintesis alam semesta muda (3 menit pertama setelah Big Bang).

• Bukti: Spektrum bintang, komposisi gas antargalaksi, dan radiasi kosmik.

Hydrogen | Helium