Bagaimana kita mengetahui umur alam semesta?

bagaimana cara astronom mengetahui umur alam semesta?

(Farhan — Jakarta)

Pertanyaan yang sederhana namun mendalam. Ada berbagai cara untuk menentukan usia alam semesta, namun sebelum kita melangkah ke persoalan itu, marilah kita lihat dulu gejala umum yang diamati di alam semesta kita.

Melalui pengamatan galaksi-galaksi yang jauh, kita mengamati bahwa galaksi-galaksi di sekitar kita bergerak menjauh dari kita. Semakin jauh dari kita, diamati kecepatannya semakin tinggi (Gambar 1). Apakah galaksi kita adalah pusat semesta dan semua galaksi menjauhi kita seolah-seolah galaksi kita punya bau badan antargalaksi yang begitu hebatnya?

Model alam semesta.
Gambar 1: Hukum Hubble.

Ada sebuah prinsip dalam kosmologi yang dipegang teguh para ahli fisika yang menegaskan bahwa kita bukan pusat alam semesta dan kita tidak menempati posisi spesial di alam semesta. Artinya apa yang kita amati seharusnya juga diamati oleh pengamat di galaksi lain. Seandainya kita bisa pindah ke galaksi lain atau bisa berkomunikasi secara instan dengan pengamat di galaksi lain, maka seharusnya fenomena menjauhnya galaksi-galaksi dari kita juga akan diamati.

Kita bisa menjelaskan fenomena ini dengan mengatakan bahwa ruang di alam semesta ini yang mengembang, seperti adonan kue kismis yang dimasukkan ke dalam panggangan. Sebelum masuk adonan, kismis berjarak sangat dekat dengan sesamanya. Setelah keluar dari panggangan, adonannya mengembang dan para kismis terletak saling berjauhan satu sama lain.

Ilustrasi favorit saya adalah dengan menggunakan kotak-kotak. Ini mudah dibayangkan dan ada partisipasi pembaca. Di Gambar 2 ada tiga buah gambar petak dan beberapa titik yang ditaruh acak. Bayangkan petak-petak itu adalah alam semesta (dalam dua dimensi ruang, tentunya) yang mengembang seiring waktu dan titik-titik itu adalah galaksi. Ikuti satu titik dari gambar yang satu ke gambar yang lainnya (ada tiga titik yang ditandai A, B, atau C, untuk memudahkan mengikuti satu titik dari gambar satu ke gambar lainnya, tapi kita gk mesti ngikuti tiga titik itu saja), dan perhatikan bahwa semua titik mengalami hal yang sama: Jarak titik-titik lain semakin menjauh, padahal titik-titik itu tidak pergi ke mana-mana.

Pemuaian alam semesta.
Gambar 2: Pemuaian alam semesta dalam dua dimensi ruang. Klik pada gambar untuk memperbesar.

Nah dengan melakukan pengamatan seberapa cepat galaksi-galaksi lain menjauh dan seberapa jauhnya mereka dari kita, kita dapat mengetahui seberapa cepat alam semesta mengembang. Laju pengembangan alam semesta dinyatakan dalam satu bilangan yang dinamakan Konstanta Hubble, disimbolkan dengan H0. Pengamatan modern menunjukkan bahwa nilai konstanta Hubble adalah H0 = 69 km/s/Mpc. Artinya setiap pertambahan jarak 1 Megaparsec (1 juta parsec, atau sekitar 3.26 juta tahun cahaya), kita akan mengamati laju pemuaian alam semesta bertambah cepat sebanyak 69 kilometer per detik. Satu Megaparsec adalah jarak yang sangat besar sekali, oleh karena itu peristiwa berpisahnya benda-benda akibat pemuaian alam semesta baru terasa pada objek-objek yang jaraknya jauh sekali.

Setelah kita mengetahui seberapa cepat alam semesta memuai, kita bisa mengetahui seberapa lama waktu berlalu semenjak Dentuman Besar—saat semua yang ada di alam semesta ini “saling bertumpang tindih”—hingga alam semesta mengembang sampai galaksi-galaksi mencapai jarak yang kita amati sekarang. Dari situlah kita tiba pada kesimpulan bahwa alam semesta kita usianya 13.7 Milyar tahun.

Gambar 3: Beberapa peristiwa penting dalam riwayat alam semesta. Klik pada gambar untuk memperbesar. Sumber: NASA/WMAP Science Team.
Gambar 3: Beberapa peristiwa penting dalam riwayat alam semesta. Klik pada gambar untuk memperbesar. Sumber: NASA/WMAP Science Team.

____

Kurang nyenyak tidur karena punya pertanyaan tentang astronomi? Silahkan Tanya LS!

Ditulis oleh

Pengembara Angkasa

Pengembara Angkasa

Pengelana yang telah banyak menjelajahi angkasa raya dan ingin membagi kisahnya dengan banyak orang. Senang pula mengamen, nebeng kapal orang, dan menumpang tidur di rumah singgah antar bintang.