Umur Alam Semesta Yang Mengembang
Jarak galaksi dapat
ditentukan dari ukuran yang tampak atau kecerlangannya. Galaksi yang
tampak lebih kecil dan lebih redup dari galaksi lain yang serupa,
berarti berjarak lebih jauh. Jarak juga bisa ditentukan menggunakan
penanda jarak yang lain, seperti beberapa jenis bintang. Selain jarak,
laju galaksi bergerak bisa dtentukan dengan pengetahuan spektrum-nya.
(Spektrum cahaya dari galaksi adalah apabila kita memecah cahaya
menjadi komponen warna-nya seperti pelangi). Dengan pengetahuan
spektrum cahaya bisa memberikan identitas obyek apa yang diamati,
maupun bagaimana obyek diamati bergerak, karena setiap spektrum obyek
yang berbeda memberikan pola yang unik.
Christian Doppler di tahun 1842 menunjukkan bahwa ketika
sumber cahaya bergerak, gerakan tersebut menyebabkan mengubah
gelombang, mengubah warna yang dilihat pada spektrum. Efek ini dikenal
sebagai efek Doppler. Pengetahuan tentang efek Doppler ini memberitahu
kita apakah suatu sumber cahaya mendekati atau menjauhi kita. Dari sini
kita bisa mengetahui bagaimana benda-benda langit bergerak terhadap
kita sebagai pengamat di Bumi, dan berapa cepat pergerakannya.
Di tahun 1920-an, Edwin Hubble menemukan bahwa galaksi –
galaksi bergerak terhadap kita dengan pola tertentu. Semakin jauh
galaksi dari kita, semakin cepat pergerakannya. Pola ini yang dikenal
sebagai “alam semesta mengembang”, karena pola perilaku ini terlihat
pada semua arah di langit. Jadi bisa saja dianggap bahwa semua galaksi
bergerak menjauhi galaksi Bima Sakti, tetapi tidak bisa dikatakan
begitu saja bahwa Bima Sakti sebagai pusat semesta, karena pola yang
sama bisa saja teramati oleh pengamat yang berada di galaksi yang lain.
Jadi tidak serta merta disimpulkan dari pekerjaan Hubble bahwa kita
berada pada pusat semesta atau kita berada pada posisi yang istimewa
dalam semesta.
Kembali pada pengukuran pergeseran cahaya yang teramati, ahli
astronomi mencoba mengukur berapa lama pengembangan telah terjadi. Jika
diasumsikan bahwa semua galaksi berangkat dari titik awal yang sama,
maka bisa dideduksi, berapa jauh yang telah ditempuh suatu galaksi dan
berapa kecepatan tempuhnya, kemudian membagi jarak terhadap laju. Dengan
menambahkan faktor – faktor fisis yang realistis seperti adanya
pengaruh gravitasi, atau adanya inflasi alam semesta, umur semesta
diperoleh antara 12 sampai 14 milyar tahun.
Umur Bintang Paling Tua
Bagaimana bintang bisa menyala? Bagaimana menentukan umurnya? Berapa lama bintang dapat menyala? Bintang (termasuk Matahari) dapat bersinar karena adanya proses termonuklir di dalamnya, yang berfungsi sebagai generator pembangkit energi, akibat perubahan hidrogen menjadi helium; akibat panas dan tekanan yang sangat intens dalam inti bintang, inti hidrogen ber-fusi menjadi inti helium dan energi yang terpancarkan. Proses fisis ini bisa digunakan untuk mengukur umur bintang.
Bagaimana bintang bisa menyala? Bagaimana menentukan umurnya? Berapa lama bintang dapat menyala? Bintang (termasuk Matahari) dapat bersinar karena adanya proses termonuklir di dalamnya, yang berfungsi sebagai generator pembangkit energi, akibat perubahan hidrogen menjadi helium; akibat panas dan tekanan yang sangat intens dalam inti bintang, inti hidrogen ber-fusi menjadi inti helium dan energi yang terpancarkan. Proses fisis ini bisa digunakan untuk mengukur umur bintang.
Fisika nuklir bisa menjelaskan berapa banyak energi yang
dihasilkan dari fusi setiap atom hidrogen. Diketahui berapa banyak
hidrogen panas dalam inti bintang, dan berapa cepat bintang menggunakan
energinya untuk bersinar. Dengan demikian bisa dihitung berapa lama
bintang bersinar sebelum kehabisan seluruh bahan bakarnya. Jika bintang
telah kehabisan hidrogen di intinya, bintang berubah menjadi ‘raksasa
merah’. Ketika kita menemukan adanya bintang raksasa tersebut, bisa
ditentukan massa awalnya, tenaga awalnya, dan kala hidupnya dapat
ditentukan. Demikian setelah diukur berbagai bintang yang telah tua
tersebut, diperoleh dari metode ini umur semesta berkisar antara 10 –
15 milyar tahun.
Umur Cahaya Dari Galaksi Terjauh
Sebagaimana yang telah diungkap tentang jarak dalam ‘tahun cahaya’, pengamatan memberikan informasi tentang galaksi yang sangat jauh, sehingga yang cahaya dikirimkan oleh galaksi tersebut butuh milyaran tahun untuk mencapai pengamat. Dari hal tersebut, sepertinya kita sedang menggunakan mesin waktu, ketika kita mengamati langit, kita mengamati peristiwa yang telah terjadi di waktu yang telah berlalu. Pengamatan dari Hubble Space Telescope memberikan jarak terjauh galaksi yang teramati mencapai 10 milyar tahun cahaya, dengan demikian paling tidak semesta kita ini telah berumur 10 milyar tahun.
Sebagaimana yang telah diungkap tentang jarak dalam ‘tahun cahaya’, pengamatan memberikan informasi tentang galaksi yang sangat jauh, sehingga yang cahaya dikirimkan oleh galaksi tersebut butuh milyaran tahun untuk mencapai pengamat. Dari hal tersebut, sepertinya kita sedang menggunakan mesin waktu, ketika kita mengamati langit, kita mengamati peristiwa yang telah terjadi di waktu yang telah berlalu. Pengamatan dari Hubble Space Telescope memberikan jarak terjauh galaksi yang teramati mencapai 10 milyar tahun cahaya, dengan demikian paling tidak semesta kita ini telah berumur 10 milyar tahun.
Umur Komposisi Kimia
Setelah ledakan besar awal (big bang), semesta tersusun dari elemen – elemen paling sederhana, yaitu hidrogen dan helium. Galaksi yang sangat-sangat jauh merupakan bukti bahwa hal ini memang demikian adanya, karena memiliki komposisi hidrogen dan helium yang jauh lebih besar. Komposisi kimia yang lebih kompleks dari hidrogen dan helium terbentuk kemudian akibat reaksi nuklir dalam inti bintang, atau ketika bintang yang sangat masif berakhir nasibnya dalam ledakan besar (supernova). Di dalam supernova yang teramati, terdapat elemen kimia yang terbentuk setelah 10-20 milyar tahun.
Setelah ledakan besar awal (big bang), semesta tersusun dari elemen – elemen paling sederhana, yaitu hidrogen dan helium. Galaksi yang sangat-sangat jauh merupakan bukti bahwa hal ini memang demikian adanya, karena memiliki komposisi hidrogen dan helium yang jauh lebih besar. Komposisi kimia yang lebih kompleks dari hidrogen dan helium terbentuk kemudian akibat reaksi nuklir dalam inti bintang, atau ketika bintang yang sangat masif berakhir nasibnya dalam ledakan besar (supernova). Di dalam supernova yang teramati, terdapat elemen kimia yang terbentuk setelah 10-20 milyar tahun.
Paling tidak ada empat metode yang saling independen
dipergunakan untuk menentukan umur alam semesta, kendati tidak tepat
sama, tetapi paling tidak menunjukkan adanya kesesuaian, umur semesta
sudah lebih dari 10 milyar tahun. Dan semua astronom sependapat dan
berkeyakinan, bahwa semesta, semua galaksi, bintang-bintang benar-benar
sudah tua dan telah tercipta di suatu masa yang sangat lampau.
0 komentar:
Posting Komentar