Alam Semesta Dalam Deskripsi

Dari ilmu biologi, kita telah mempelajari tentang evolusi manusia yang telah berjalan selama jutaan, tetapi tulisan ini tidak ingin berkutat pada bagaimana manusia berevolusi dari kera, tetapi ingin menyatakan, bahwa betapa ilmu pengetahuan bisa memberikan jawaban ilmiah tentang betapa panjangnya rentang waktu kehidupan ini telah berlangsung.

Galaksi Bima Sakti seperti yang digambarkan dalam Atlas Alam Semesta. Kredit : Atlas of the universe

Perkembangan ilmu pengetahuan juga telah memberikan gambaran yang semakin mendalam tentang keberadaan manusia di dalam semesta ini. Sudah ribuan tahun manusia merumuskan keberaaaannya di permukaan suatu daratan yang kemudia terdefinisi sebagai planet bumi, dan bahwa planet bumi sudah berusia sangat tua; demikian, sudah banyak bukti dikumpulkan untuk menjelaskan asal usul dan usia planet bumi. Berapa lama keberadaan manusia di bumi dan sudah berapa tua planet bumi, dapat ditentukan karena begitu banyaknya bukti yang tersedia dan ide-ide yang mendasari teori yang ada dapat (dan sudah) diuji berbagai experimen.

Kemudian pusat perhatian kita pindahkan, bahwa ternyata bumi dapat dinyatakan sebagai anggota kecil tata surya yang berpusat di matahari, bahwa matahari hanyalah anggota liliput dari milyaran bintang-bintang dalam suatu gugusan (galaksi), bahwa terdapat banyak sekali galaksi di alam semesta. Pertanyaannya adalah, bagaimana manusia dapat menjelaskan ini, dan sudah seberapa tua kah semesta ini? Bagaimana kita tahu umur semesta?

Semesta secara astronomi adalah semua hal yang bisa diamati. Bisa diamati berarti bahwa, ‘suatu bagian’ dari semesta bisa dilihat, diperoleh informasi-nya, dan dipelajari pesan dari informasi tersebut. Suatu bagian itu sendiri bisa jadi berada sangat jauh dari jangkauan manusia, sebagai contoh, bulan sebagai obyek langit yang ‘dekat’, sekalipun manusia pernah mendarat di bulan, tetapi upaya untuk memahami bulan tidak akan cukup dengan dua tiga kali pendaratan; dengan demikian, mau tidak mau untuk memahami informasi dari obyek-obyek yang jauh tersebut kita hanya bisa bersandar pada informasi yang sampai kepada kita. Bentuk informasi yang sampai kepada kita secara universal adalah cahaya, baik cahaya tampak ataupun energi dalam bentuk yang lain kepada kita dari berbagai sudut semesta ini, e.g. kita bisa memahami bulan dari cahaya matahari yang dipantulkan oleh permukaan bulan, kita bisa bercerita banyak tentang bintang dari kerlap-kerlip bintang di waktu malam, matahari di waktu siang, atau bercerita tentang galaksi melalui gelombang radio yang sampai ke kita.

Tugas para ahli astronomi kemudian adalah menelaah informasi yang ada tersebut dan menyusun gambaran tentang semesta kita. Bagaimana menyusunnya? Pertama, melakukan pengamatan dan pengukuran dengan berhati-hati, kedua, menggunakan hukum-hukum fisika yang sahih membangun model dan teori yang diharapkan bisa menjelaskan fenomena yang teramati, kemudian, melepaskan semua prasangka dan hal-hal yang mempengaruhi penilaian kita terhadap penjelasan sehingga menjadi hasil yang obyektif. Lalu bagaimanakah gambarannya?

Kita mulai dari Bumi kita sendiri, Bumi adalah planet ketiga, dari delapan planet yang tercatat mengitari suatu bintang yang bernama Matahari, lengkap dengan planet-planet kerdil yang banyak sekali jumlahnya. Dengan demikian, keluarga Bumi dinamai sebagai Tata Surya. Di dalam keluarga Tata Surya terdapat lusinan bulan dan tak terhitung jumlahnya kepingan batuan dan bongkahan es yang tersisa dari pembentukan sistem Tata Surya. Bukti untuk hal ini sudah banyak terkumpul, mulai dari batu-batu yang dibawa dari bulan, pecahan batu yang jatuh dari langit (meteorit), dan debu antariksa yang diambil jauh di luar atmosfer.

Kemudian, beralih ke Matahari, Matahari hanyalah satu dari milyaran bintang yang membentuk gugusan bintang yang kita namakan galaksi Bima Sakti (Milky Way), di antara ratusan bintang yang telah dipelajari memiliki planet, sebagaimana Matahari. Ada bintang yang terbukti lebih tua dari Matahari, ada juga yang baru terbentuk dari bahan mentah galaksi.

Jadi sudah berapa jauh jarak yang sudah kita tempuh berdasarkan gambaran tadi? Jika semua informasi tersebut dibawa oleh cahaya, sementara cahaya bergerak dengan laju 300.000 km per detik. Dengan pengetahuan ini, didapat bahwa, untuk bintang yang paling dekat dengan Matahari membutuhkan waktu 4,3 tahun untuk cahayanya sampai ke pengamat di Bumi; dan dibutuhkan 100.000 tahun untuk cahaya melintasi galaksi Bima Sakti. Dengan demikian diperkenalkan satu satuan jarak yang disebut sebagai satuan tahun cahaya, sehingga jarak bintang yang paling dekat dengan Bumi adalah 4,3 tahun cahaya, dan satu tahun cahaya adalah sebesar 9500 milyar kilometer.

Jauh diluar galaksi Bima Sakti, terdapat galaksi-galaksi yang lain. Pengamatan dengan teleskop terbesar di dunia menunjukkan bahwa milyaran galaksi pada setiap arah kita pandangi langit. Disekitar galaksi kita terdapat satu yang lebih besar dari galaksi kita pada konstelasi Andromeda, berjarak 2.4 juta tahun cahaya. Jadi jika kita melihat galaksi Andromeda malam ini, kita telah melihat cahaya yang berasal dari sana setelah 2.4 juta tahun yang lalu, (apakah pada saat itu manusia sudah ada?). Itu baru dari satu galaksi yang bertetangga dekat dengan galaksi kita, sementara masih banyak galaksi yang jaraknya lebih jauh lagi. Jadi berapa umur alam semesta ini? Apakah sejauh ‘mata memandang?’

Ahli astronomi juga merumuskan skala yang serupa untuk waktu. Pengukuran yang telah dilakukan menunjukkan bahwa semesta terbentuk sekitar 14 milyar tahun lalu dalam suatu keadaan yang sangat rapat dan panas, dikenal sebagai Ledakan Besar (Big Bang). Matahari dan Bumi terbentuk dari “bahan baku mentah” gas dan debu Bima Sakti, sekitar 4,5 – 4,6 milyar tahun yang lalu. Bukti adanya kehidupan di Bumi yang paling awal telah ada sekitar 3,7 milyar tahun yang lalu. Dengan skala yang seperti ini, jika catatan adanya peradaban manusia berumur sekitar 5000 tahun yang lalu, betapa umur manusia jauh sangat muda dibandingkan umur semesta ini, tetapi bagaimana kita bisa menghitung umur semesta yang sudah sangat tua? Kita akan sampai kesana.

Ditulis oleh

Emanuel Sungging

Emanuel Sungging

jebolan magister astronomi ITB, astronom yang nyambi jadi jurnalis & penulis. Punya hobi dari fotografi sampe bikin komik, pokoknya semua yang berhubungan dengan warna, sampai-sampai pekerjaan utamanya adalah seperti dokter bedah forensik, tapi alih-alih ngevisum korban, yang di visum adalah cahaya, seperti juga cahaya matahari bisa diurai jadi warna cahaya pelangi. Maka oleh nggieng, cahaya bintang (termasuk matahari), bisa dibeleh2 dan dipelajari isinya.