Menghitung Jarak di Semesta Tanpa Menjelajahinya, Kok Bisa?

Info Astronomy - Pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana para astronom bisa mengitung jarak dan memetakan alam semesta tanpa harus menjelajahi ruang angkasa? Apakah kita tidak perlu lagi menjelajah? Apakah era Columbus, Marco Polo, Vasco da Gama dan pelancong hebat lainnya telah berakhir?

Sedihnya, iya. Era penjelajahan semacam itu tampaknya sudah berakhir, setidaknya untuk saat ini. Mari kita coba pahami.

Bayangkan jika Matahari diposisikan berada pada jarak 1 cm dari Bumi, maka bintang terdekat berikutnya (Proxima Centauri) berjarak sekitar 6,9 km. Matahari, dalam jarak yang sebenarnya, berjarak sekitar 149,6 juta kilometer jauhnya dari Bumi, sehingga Proxima Centauri akan menjadi lebih jauh lagi, 4,2 tahun cahaya atau sekitar 40,14 triliun kilometer!

Apa artinya jarak-jarak ini? Sekarang ini, manusia belum cukup maju secara teknologi untuk dapat melakukan perjalanan jauh menjelajahi ruang angkasa. Walau begitu, manusia menjadi lebih pintar dalam hal observasi.

Pernahkah kamu melihat mobil polisi atau ambulan yang sedang bergerak cepat? Saat mobil tersebut mendekatimu, sirenenya akan terdengar lebih keras. Lalu ketika mobil tersebut bergerak menjauh, intensitas suara sirenenya akan berkurang juga. Hal itu dikenal sebagai efek Doppler.

Bagaimana efek tersebut membantu manusia meneliti alam semesta? Para astronom menyadari, rupanya efek Doppler dapat diamati, tidak hanya pada gelombang suara, tetapi untuk semua jenis gelombang, termasuk cahaya yang merupakan gelombang elektromagnetik.

Nah, karena cahaya termasuk dalam gelombang, maka kita bisa dengan jelas melihat perubahan pada gelombang tersebut. Walaupun perubahannya tidak bisa didengar seperti halnya gelombang suara, tapi pada prinsipnya tetap sama.

Saat sumber gelombang (cahaya) menjauh dari pengamat yang diam (diri kita), frekuensi gelombang cahaya yang mencapai mata pengamat akan berkurang (panjang gelombang meningkat). Sebaliknya, jika sumber cahaya mendekati pengamat, frekuensi gelombang meningkat (panjang gelombang berkurang).

Pergeseran Merah dan Pergeseran Biru
Pernahkah kamu pernah pelangi? Pasti pernah dong ya. Minimal melihat pelangi di mata dia.

Dalam pelangi, kamu pasti bisa melihat adanya pita warna yang terdiri dari mejikuhibiniu. Nah, pita cahaya tersebut dikenal sebagai spektrum cahaya tampak (visible spectrum), yakni cahaya yang dapat dilihat oleh mata tanpa bantuan alat apapun.

Efek Doppler dapat teramati dalam spektrum cahaya tampak. Ketika sumber cahaya bergerak menjauh dari pengamat, cahaya yang masuk cenderung bergerak ke arah daerah merah (daerah panjang gelombang lebih tinggi) dari spektrum. Hal ini disebut sebagai redshift atau pergeseran merah.
Sementara itu, jika sumber cahaya bergerak mendekat menuju pengamat, gelombang cahaya yang masuk cenderung bergeser lebih dekat ke daerah biru (panjang gelombang lebih rendah) dari spektrum cahaya tampak, maka disebut blueshift atau pergeseran biru.

Memetakan Alam Semesta
Setelah memahami pergeseran merah dan pergeseran biru, mari mengenal apa yang bisa dilakukan para astronom dengan data-data pergeseran ini.

Para astronom dapat menggunakan pergeseran merah untuk menentukan gerakan galaksi Bimasakti kita. Hal tersebut dilakukan dengan mengukur efek Doppler dalam cahaya yang teramati dari galaksi lain yang terdekat dan membandingkan hasilnya, khususnya dalam hal interval waktu, untuk menentukan pergeseran yang terjadi pada galaksi Bimasakti.

Nah, informasi-informasi yang didapatkan dengan mengamati efek Doppler rupanya begitu melimpah. Para astronom dapat mengungkapkan bagaimana galaksi lain, nebula, atau benda-benda lain yang memancarkan cahaya bergerak seberapa cepat dan ke arah mana pergerakannya.

Efek Doppler telah membuka jalan bagi para astronom untuk menghitung jarak-jarak benda langit, mulai dari galaksi terdekat, Andromeda, ke galaksi dengan "pergeseran merah terjauh", dengan tingkat akurasi yang sangat tinggi.

Penelitian dengan efek Doppler ini juga telah memberikan kita gambaran tentang keadaan asli alam semesta, sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu, ketika sejarah kosmis dimulai dengan Big Bang.

Menemukan Planet Asing
Selain bisa digunakan untuk menghitung jarak di alam semesta tanpa harus menjelajahinya, para astronom juga memanfaatkan efek Doppler untuk menemukan planet ekstrasurya, planet asing yang mengorbit bintang lain selain Matahari.

Para astronom menggunakan pergeseran merah dan pergeseran biru untuk mendeteksi planet ekstrasurya melalui sesuatu yang dikenal sebagai metode kecepatan radial.

Metode ini menggunakan fakta bahwa jika sebuah bintang memiliki planet di sekitarnya, tidak selalu planet tersebut sedang mengorbit bintangnya, melainkan planet dan bintang itu sedang mengorbit pusat massa bersama mereka.
Tapi, karena bintang jauh lebih masif daripada planet, pusat massa keduanya cenderung berada di dalam bintang, sehingga seolah planet sedang mengitari bintang. Nah, karena hal ini, ketika diorbiti oleh planet, sebuah bintang akan tampak sedikit goyang rotasinya, ia juga sedang mengitari pusat massa sehingga pada dasarnya sedang melakukan revolusi. Para astronom dapat mengukur goyangan ini menggunakan spektroskopi.

Goyangan itu bisa membuat bintang berada pada titik terdekat dari kita (pengamat) dan bisa juga berada di titik terjauh. Ketika berada di titik terdekat, cahayanya akan bergeser ke biru, dan jika ia bergerak menjauh, maka cahayanya bergeser ke merah.

Eits, pergeseran warna ini bukan berarti mengubah warna bintang yang sebenarnya ya, melainkan berdasarkan apa yang diamati melalui spektroskopi. Bila sebuah bintang memiliki efek Doppler semacam itu, maka bisa dipastikan ia memiliki planet.

Secara umum, para astronom menggunakan pergeseran merah dan pergeseran biru untuk mempelajari objek yang bergerak, seperti bintang biner yang mengorbit satu sama lain, rotasi galaksi, pergerakan galaksi dalam gugus galaksi, dan bahkan pergerakan bintang di galaksi kita. Dengan demikian, para astronom telah berhasil pula menghitung jarak-jarak mereka, tanpa harus menjelajahinya.


Referensi:
BERIKAN KOMENTAR ()