Metode penentuan jarak bintang dan objek luar angkasa lainnya yang paling sederhana adalah metode paralaks trigonometri. Akibat perputaran Bumi mengitari Matahari, maka bintang-bintang yang dekat tampak bergeser letaknya terhadap latar belakang bintang-bintang yang jauh. Dengan mengukur sudut pergeseran itu (disebut sudut paralaks), dan karena kita tahu jarak Bumi ke Matahari, maka jarak bintang dapat ditentukan. Sudut paralaks ini sangat kecil hingga cara ini hanya bisa digunakan untuk bintang-bintang yang jaraknya relatif dekat, yaitu hanya sampai beberapa ratus tahun cahaya (bandingkan dengan diameter galaksi kita yang 100.000 tahun cahaya, dan jarak galaksi Andromeda yang dua juta tahun cahaya). Ada metode lain yang dapat meraih jarak lebih jauh, yaitu metode fotometri.
Bayangkan pada suatu malam yang gelap Anda melihat sebuah lampu di kejauhan. Anda diminta menentukan jarak lampu itu. Ini dapat Anda lakukan asalkan Anda tahu berapa watt daya lampu itu. Dalam istilah astronomi daya sumber cahaya disebut luminositas, yaitu energi yang dipancarkan sumber setiap detik.
Jarak ditentukan dengan menggunakan prinsip inverse-square law, artinya terang sumber cahaya yang kita lihat sebanding terbalik dengan jarak kuadrat. Suatu lampu yang jaraknya kita jauhkan dua kali, cahayanya akan tampak lebih redup empat kali.
Ada benda-benda langit yang luminositasnya dapat diketahui. Ini disebut sebagai lilin penentu jarak (standard candle). Salah satu lilin penentu jarak adalah bintang-bintang variabel Cepheid yang berubah cahayanya dengan irama tetap (periodik).
Perubahan cahaya itu disebabkan karena bintang itu berdenyut. Makin panjang
periode (selang waktu antara) denyutan, makin terang bintang itu.
Sifat tersebut ditemukan oleh astronom wanita Henrietta Leavitt pada tahun 1912. Jadi, luminositas bintang dapat ditentukan dengan cara mengukur periode denyutannya. Variabel Cepheid merupakan bintang yang sangat terang, hingga beberapa puluh ribu kali matahari, karena itu dapat digunakan untuk menentukan jarak galaksi lain.
Ada lilin penentu jarak yang jauh lebih terang lagi, yaitu "Supernova Type Ia". Ini adalah bintang meledak, terangnya telah dikalibrasi sekitar 10 miliar kali matahari. Ini lilin penentu jarak yang sangat penting karena bisa digunakan untuk menentukan jarak galaksi-galaksi yang sangat jauh. Studi tentang Supernova Type Ia ini intensif dilakukan sekarang.
Alam semesta.
Sebuah mobil ambulans bergerak sambil membunyikan sirene. Bila mobil itu sedang mendekati kita, maka suara lengking sirene itu bernada tinggi. Tetapi bila mobil melewati kita dan bergerak menjauh, nada lengking menjadi rendah. Ini disebut efek Doppler. Bunyi adalah peristiwa gelombang. Pada saat sumber bunyi mendekat, waktu getarnya (frekuensinya) bertambah, maka nadanya terdengar tinggi. Tetapi bila sumber bunyi menjauh, waktu getarnya merendah.
Cahaya merupakan gelombang elektromagnet. Cahaya yang waktu getarnya cepat berwarna biru, yang waktu getarnya lambat berwarna merah. Efek Doppler juga berlaku untuk cahaya. Sebuah sumber cahaya akan tampak lebih biru bila benda tadi bergerak mendekat dan lebih merah bila menjauh.
Vesto Slipher di Observatorium Lowell, Amerika, pada tahun 1920 menunjukkan bahwa garis spektrum galaksi-galaksi yang jauh bergeser ke arah merah. Ini disebut pergeseran merah atau red shift. Artinya, galaksi-galaksi itu semuanya bergerak menjauhi kita.
Dengan mengukur besar pergeseran merah itu kecepatan menjauh galaksi-galaksi itu dapat diukur.
Pada tahun 1929 Edwin Hubble di Observatorium Mount Wilson, Amerika, mendapatkan adanya hubungan antara kecepatan menjauh itu dan jarak galaksi.
Makin jauh suatu galaksi, makin besar kecepatannya. Hubble mendapatkan hubungan itu linier dan menuliskannya dalam rumus :
V = H D
V = kecepatan menjauh,
D = jarak galaksi dan
H disebut tetapan Hubble.
Dengan rumus Hubble itu dapat diperoleh bahwa semua galaksi itu dulu menyatu di suatu titik. Kapan ? Waktunya adalah t = D/V atau t = 1/H. Pada waktu itulah terjadi big bang atau ledakan besar yang membentuk alam semesta ini.
Harga t inilah yang kita sebut sebagai umur alam semesta. Dengan mengukur tetapan Hubble (H), maka umur alam semesta dapat ditentukan, yaitu sekitar 13-15 miliar tahun.
0 komentar:
Posting Komentar