17 Agt 2018

Mengapa Alam Semesta Mengembang?

Pertanyaan dari: Farhan Rafiqi
Kenapa alam semesta ini mengembang? Faktanya galaksi Bima Sakti dan Andromeda akan bertabrakan. Apakah yang dinamakan dark energy itu tidak  ada? Mohon penjelasannya.


Edwin Hubble, astronom yang terkenal karena namanya diberikan ke sebuah teleskop antariksa, merupakan orang pertama yang memberikan bukti definitif bahwa alam semesta sedang mengembang.

Hubble kala itu pernah mengamati galaksi yang jauh. Saat sedang takjub-takjubnya melihat galaksi, Hubble menyadari bahwa galaksi-galaksi tersebut saling menjauhi. Rasa takjub itu berubah jadi penasaran. Dengan kejeniusannya, Hubble menghasilkan perhitungan yang menunjukkan seberapa cepat galaksi-galaksi ini saling bergerak menjauh satu sama lain dan menjauhi kita.

Atau lebih tepatnya, Hubble mampu menunjukkan seberapa cepat semua galaksi bergerak menjauh dari satu sama lain.

Hingga sekitar 15 tahun yang lalu, satu-satunya jawaban mengapa alam semesta mengembang adalah... momentum. Momentum ini terbentuk ketika alam semesta pertama kali mengalami pengembangan setelah Big Bang.

Sekarang bayangkan masa-masa awal dari alam semesta, BOOM, Big Bang terjadi. Alam semesta yang tadinya padat, lalu mengembang, melakukan ekspansi. Bintang-bintang pertama terbentuk, lalu mengelompok menjadi galaksi, dan galaksi-galaksi pun membentuk gugus galaksi, dst dst~

Lalu, bagaimana dengan galaksi Bimasakti dan Andromeda yang katanya akan bergabung? Bukankah alam semesta mengembang jadi seharusnya kedua galaksi ini saling menjauhi?

Yang terjadi sebenarnya adalah adanya pertempuran antara kekuatan gravitasi antara dua galaksi (yang saling tarik-menarik satu sama lain) dan mengembangnya alam semesta (yang berusaha untuk memisahkan dua galaksi tersebut).

Bila dua atau lebih galaksi terletak terlalu dekat satu sama lain (tentu dalam skala kosmis), kekuatan gravitasi antara galaksi-galaksi ini bisa membuat mereka saling tarik-menarik. Dan saat itu terjadi, kekuatan gravitasi antara galaksi-galaksi lah yang menang, sehingga pada akhirnya galaksi-galaksi tadi akan bertabrakan dan bergabung menjadi satu.

Sampai di sini, kita tahu bahwa alam semesta sedang mengembang karena momentum, dan galaksi-galaksi yang terlalu dekat bisa bertabrakan di alam semesta mengembang. Mau yang lebih menarik lagi?

Nih: Mengembangnya alam semesta mengalami akselerasi.

Pada tahun 1999, para astronom menemukan sesuatu yang benar-benar tidak terduga: energi gelap. Ketika para astronom melakukan pengamatan untuk mencari tahu apakah mengembangnya alam semesta akan berhenti, para astronom justru menemukan bahwa alam semesta mengembang semakin cepat. Seperti peluru yang dilengkapi buster untuk mempercepat lajunya.

Yang membuat mengembangnya alam semesta semakin cepat ini adalah energi gelap, suatu komponen yang mengisi ruang-ruang di alam semesta yang memilki tekanan negatif yang kuat yang bekerja berlawanan dengan gravitasi.

Sekarang, diketahui bahwa alam semesta tidak hanya akan mengembang selamanya, tetapi pengembangannya akan terus berakselerasi lebih cepat dan lebih cepat seiring waktu.

Jadi, intinya, apa yang menyebabkan alam semesta mengembang? Saat ini, hal itu sebagian besar disebabkan oleh momentum yang tersisa dari Big Bang, dan kekuatan energi gelap akan mempercepat pengembangan alam semesta ini. Selama-lamanya.

10 Agt 2018

Mengapa Sebuah Rasi Bintang Tidak Muncul di Waktu Tertentu?

Pertanyaan dari: Al Amin
Saya lokasi di Jogja. Dulu setiap selepas subuh hampir selalu bisa lihat rasi bintang Orion di langit sebelah atas kepala persis. Tapi sejak beberapa bulan terakhir tidak terlihat lagi rasi bintangnya. Kenapa? Musiman kah?


Perlu diketahui lebih dulu, rasi bintang (atau bintang-bintang) juga mengalami terbit dan terbenam, layaknya Matahari ataupun Bulan. Ini terjadi karena gerak rotasi Bumi, atau perputaran planet kita para porosnya.

Namun, Bumi tidak hanya berotasi, tetapi juga mengalami gerak revolusi, atau mengelilingi Matahari. Karena adanya gerakan Bumi yang mengelilingi Matahari ini, setiap malamnya kamu akan melihat posisi bintang yang berubah-ubah.

Pergerakan Bumi tersebut membuat bintang-bintang akan terbit empat menit lebih awal dari hari sebelumnya. Ini artinya, jika rasi bintang Orion hari ini terbit pada waktu yang hampir bersamaan dengan Matahari terbit, maka keesokan harinya akan muncul empat menit lebih awal.

Hal itupun terus berlanjut sepanjang tahun. Membuat posisi rasi bintang Orion (dan tentu rasi-rasi lainnya) tidak metenap di satu posisi langit saja setiap malamnya. Mereka mengalami perubahan posisi karena gerak rotasi dan revolusi Bumi.

Karena posisi yang berubah-ubah inilah sebuah rasi bintang muncul secara "musiman". Ada kalanya sebuah rasi bintang bisa teramati sepanjang malam, tapi ada kalanya juga ia "tidak terlihat" karena muncul di langit siang hari.

Sebagai contoh, jika sebuah rasi bintang berada dalam titik konjungsi dengan Matahari, maka rasi bintang tersebut akan berada di sisi siang hari planet Bumi kita, membuat cahaya dari bintang-bintang itu kalah terang dari silau Matahari.

Semoga jawaban kami bermanfaat!

9 Agt 2018

Adakah Planet Mirip Bumi di Galaksi Lain?

Pertanyaan dari: Purba
Apakah ada planet yang menyerupai bumi di galaksi lain?


Sebuah galaksi merupakan objek yang sangat besar. Ia terdiri setidaknya atas 100 juta bintang. Galaksi kita, Bimasakti, diperkirakan memiliki sedikitnya 100-400 miliar bintang, salah satunya adalah Matahari kita.

Matahari dikelilingi oleh delapan planet utama, dimulai dari Merkurius hingga Neptunus, serta benda-benda kecil lainnya yang dikenal sebagai planet kerdil, asteroid, dan komet.

Planet kita, Bumi, termasuk salah satu planet yang mengitari bintang Matahari ini. Kita cukup beruntung hidup di Bumi yang berada di jarak yang sangat pas dari Matahari, tidak terlalu panas dan tidak terlalu dingin. Ideal.

Pertanyaannya sekarang, adakah planet mirip Bumi di galaksi lain?

Jawaban singkatnya, kemungkinan ada. Tapi belum ditemukan buktinya.

Hemm, mengapa belum ada buktinya? Sebab selama ini, para astronom baru mampu meneliti planet-planet asing di galaksi Bimasakti. Untuk di galaksi lain yang jaraknya sangat jauh, teknologi manusia belum mampu melakukannya.

Galaksi besar terdekat dari Bimasakti adalah galaksi Andromeda, jaraknya 2,5 juta tahun cahaya. Pada jarak itu, Andromeda hanya terlihat seperti secuil pita kabut putih di langit Bumi. Dan tahukah kamu? Seluruh bintang yang kita amati di langit adalah milik Bimasakti.

Jika galaksi terdekat saja hanya muncul bagaikan kabut putih, bagaimana kita bisa melihat planet-planet di sana? Maka dari itu, para astronom lebih fokus mencari planet-planet mirip Bumi di galaksi sendiri.

Setidaknya, sejauh ini sudah ada 2.000 planet asing yang ditemukan tersebar di seantero Bimasakti. Masing-masing dari mereka mengitari bintang yang berbeda-beda. Kebanyakan dari planet-planet ini ditemukan dengan Teleskop Antariksa Kepler milik Lembaga Antariksa AS (NASA).

Dari jumlah planet yang banyak itu, kini diketahui ada lima kandidat planet asing yang mirip Bumi. Apa saja kira-kira? Berikut daftarnya:

Gliese 667Cc

Planet asing yang satu ini terletak pada jarak hanya 22 tahun cahaya dari Bumi. Ia diketahui setidaknya 4,5 kali lebih besar dari Bumi dan belum diketahui dengan jelas apakah ia termasuk dalam planet berbatu atau tidak.

Melalui serangkaian pengamatan, diketahui juga Gliese 667Cc melakukan sekali revolusi (perputaran mengelilingi bintang induknya) tiap 28 hari. Bintang induknya sendiri merupakan jenis bintang kerdil merah yang jauh lebih sejuk daripada Matahari, sehingga planet asing ini diperkirakan berada di zona laik huni.

Kepler-22b

Kepler-22b terletak pada jarak 600 tahun cahaya jauhnya dari Bumi. Ini adalah planet temuan Kepler pertama yang ditemukan di zona laik huni dari bintang induknya. Menurut para astronom, planet ini berukuran jauh lebih besar daripada Bumi, yakni sekitar 2,4 kali diameter planet kita. Dalam mengelilingi bintang induknya, planet Kepler-22b butuh waktu sekitar 290 hari.

Kepler-62f

Planet ini diketahui memiliki ukuran sekitar 40 persen lebih besar dari Bumi dan mengorbit bintang yang jauh lebih dingin daripada Matahari kita. Kala revolusinya yang hanya membutuhkan waktu 267 hari juga menempatkan Kepler-62f tepat di dalam zona laik huni. Sayangnya, jaraknya dari Bumi sangat jauh, yakni 1.200 tahun cahaya.

Kepler-186f

Planet ini berukuran 10 persen lebih besar dari Bumi dan tampaknya juga berada di zona laik huni dari bintangnya, meskipun di tepi luar zona itu. Pengamatan melalui spektrum mengungkapkan bahwa Kepler-186f hanya menerima sepertiga energi dari bintangnya daripada yang didapat Bumi dari Matahari.

Bintang induk Kepler-186f adalah sebuah bintang kerdil merah, sehingga planet asing yang satu ini tidak benar-benar mirip Bumi. Planet ini terletak sekitar 500 tahun cahaya jauhnya dari Bumi.

Kepler-452b

Inilah planet asing yang paling mirip Bumi yang penah ditemukan sejauh ini. Bintang induknya sangat mirip dengan Matahari kita dan planet ini juga mengorbit di zona laik huni. Dengan ukuran 1,6 kali ukuran Bumi, Kepler-452b kemungkinan besar merupakan plaet berbatu. Berjarak 1.400 tahun cahaya dari Bumi, planet ini belum bisa dikunjungi dengan teknologi manusia saat ini.

Nah, itulah planet-planet mirip Bumi yang sejauh ini telah ditemukan di galaksi kita. Bila di galaksi kita saja ada banyak, kemungkinan di galaksi lain juga demikian.

Semoga jawaban kami bermanfaat!

7 Agt 2018

Mengapa Bulan Tidak Berotasi?

Pertanyaan dari: Johan Bahari
Kenapa jerawat yang ada di bulan jika dilihat dari bumi tidak pernah berubah, padahal kan bulan berotasi?


Banyak dari kita yang mungkin bingung saat mengamati Bulan. Ia selalu menunjukkan wajahnya yang itu-itu saja, padahal katanya berotasi. Atau jangan-jangan, Bulan tidak berotasi? Dan ternyata Bulan itu datar?

Jawaban sederhana mengapa kenampakan wajah Bulan tidak pernah berubah saat diamati dari Bumi adalah karena kecepatan revolusi dengan kecepatan rotasi Bulan yang sama persis. Itu artinya, tepat ketika Bulan selesai melakukan putaran mengelilingi Bumi, ia juga baru selesai melakukan satu rotasi penuh pada porosnya, yaitu lamanya 29,5 hari.

Perhatikan visualisasi menarik di bawah ini:

Dari visualisasi di atas, kita bisa melihat bahwa bila Bulan tidak berotasi, maka kita bisa melihat seluruh permukaan Bulan setiap kali ia mengitari Bumi. Tapi, faktanya tidak demikian.

Namun, alasan ilmiah yang mendasari mengapa Bulan berputar pada kecepatan yang sama antara revolusi dan rotasinya ini adalah karena Bulan telah mengalami penguncian gravitasi oleh Bumi.

Penguncian gravitasi Bulan oleh Bumi ini terjadi ketika gravitasi yang diberikan Bumi lebih besar daripada gravitasi Bulan, sehingga Bulan harus menyesuaikan periode rotasinya untuk mencapai kesetimbangan.

Oh iya, fenomena penguncian gravitasi seperti Bulan oleh Bumi ini bergantung juga pada massa dan jarak. Fenomena ini baru bisa berpengaruh besar ketika jarak antara kedua benda langit cukup dekat. Jika Bulan sedikit lebih jauh saja dari Bumi, ia tidak akan mengalami penguncian gravitasi, begitupun jika ia terlalu dekat.

Lalu, jika gravitasi Bulan lebih lemah, mengapa ia tidak tertarik oleh Bumi?

Hemm, siapa bilang? Mari sedikit melakukan percobaan. Ambil ember, lalu isi dengan air (tidak perlu mengisinya sampai penuh biar tidak terlalu berat). Sekarang, mulailah memutar ember itu dengan cepat seperti pada ilustrasi di bawah ini:


Kamu akan melihat ketika ember berisi air itu berada di atas kepalamu, airnya tidak akan tumpah.

Bagaimana ini bisa terjadi? Mengapa air tidak jatuh ke tanah (ke Bumi)? Bukankah seharusnya tertarik oleh gaya gravitasi Bumi? Jawabannya adalah, gaya gravitasi tidak lagi bekerja karena inersia yang kamu berikan kepada ember saat memutarnya dengan cepat. Inersia ini mendorong air (dan ember) menjauh darimu.

Jadi, ketika ember di atas kepalamu, gravitasi memang menarik air ke bawah, tetapi inersia mendorongnya ke atas (oke, bukan ke atas, tetapi ke arah sebaliknya dari tarikan gravitasi). Inersia menang sehingga air tetap berada di dalam ember.

Tapi, jika kamu tidak memutar ember dengan cukup cepat, maka tidak akan ada cukup momentum inersia dan air akan tumpah. Di sini, gravitasi menang. Inersia adalah kecenderungan ember untuk terus bergerak dalam garis lurus dengan kecepatan konstan, tetapi kita menghindari hal ini dengan memegang ember dengan tangan kita agar ia "berputar". Seperti Bumi yang "memegang" Bulan dengan gravitasinya.

Bulan tetap tertarik oleh gravitasi Bumi yang lebih besar, tetapi Bulan bergerak cukup cepat untuk bisa menghindari jatuhnya ia ke Bumi. Jika Bulan bisa memperlambat gerakannya, ia akan jatuh ke Bumi. Dan jika Bulan bisa mempercepat gerakannya, ia akan menjauh dari Bumi.

Jadi, singkatnya, Bulan tidak jatuh ke Bumi karena Bulan bergerak cukup cepat untuk menghindari tarikan gravitasi planet kita. Jadi, alih-alih jatuh, Bulan justru mengelilingi Bumi.

Semoga jawaban kami bermanfaat!

3 Agt 2018

Mengapa Bulan dan Matahari Tampak Besar saat di Cakrawala?

Pertanyaan dari: Akmal Nur Hakim
Kenapa bulan/matahari kelihatan lebih besar saat di horizon (saat terbit /tenggelam) daripada di atas kepala kita?


Fenomena ini sebenarnya hanya ilusi saja. Diameter sudut Bulan dan Matahari saat berada di dekat cakrawala atau horison sebenarnya sama dengan diameter sudutnya ketika ia berada di atas kepala kita.

Mari kita kembali ke abad ke-4 SM, ketika filsuf Yunani Aristoteles menyarankan bahwa atmosfer Bumi mungkin berperan besar dalam memperbesar kenampakan Bulan dan Matahari yang berada di dekat cakrawala, seperti halnya air yang dapat membuat objek di dasar kolam tampak membesar dalam pandangan kita.

Astronom Yunani lainnya, Ptolemy, menyarankan hal serupa dalam risalahnya yang terkenal, Almagest, yang diterbitkan pada abad ke-2 M. Ptolemy juga menganggap fenomena itu sebagai perubahan jarak antara Bumi dan Bulan (atau Matahari).

Namun, baik Aristoteles maupun Ptolemy, keduanya tidak ada yang benar. Sebab faktanya atmosfer Bumi tidak melakukan hal semacam itu. Atmosfer Bumi memang bisa mengubah warna Bulan atau Matahari menjadi kemerahan, tergantung bagaimana partikel di atmosfer menyaring cahaya dari kedua benda langit ini, tetapi tidak bisa memperbesar kenampakan keduanya.

Bulan dan Matahari yang tampak besar saat masih di dekat cakrawala hanyalah ilusi.

Tidak percaya?

Pasang kameramu pada tripod dan ambil beberapa gambar ketika Bulan purnama atau Matahari baru saja terbit. Saat Bulan dan Matahari sudah agak tinggi di langit, ambil beberapa gambar lagi. Setelah mendapatkan dua gambar berbeda ini, bandingkan ukuran cakram Bulan atau Matahari di hasil jepretanmu itu. Kamu akan melihat bahwa tidak ada perbedaan sama sekali.

Bulan dan Matahari selalu muncul dengan diameter sudut yang hampir sama besar: 0,52 derajat di langit, atau seukuran kuku ibu jari. Ukuran diameter sudut itu memang berubah karena Bulan mengorbit Bumi dalam jalur elips, maupun Bumi yang mengorbit Matahari dalam jalur elips. Namun, ukuran sudut keduanya sebenarnya akan selalu sama.

Lalu, mengapa ilusi ini terjadi?

Rupanya ini semua karena otak kita "salah mengira". Ketika Bulan atau Matahari berada di dekat cakrawala, kita bisa melihat objek-objek yang ada di Bumi seperti bangunan, gedung, pepohonan, atau pegunungan. Dengan begitu, kita cenderung membandingkan ukuran Bulan atau Matahari dengan objek-objek yang ada di Bumi tadi, sehingga Bulan atau Matahari seolah tampak lebih besar.

Lain halnya ketika Bulan atau Matahari sudah berada tinggi di langit, tidak ada lagi objek-objek di Bumi yang bisa dibandingkan dengan ukuran keduanya. Sehingga kita cenderung berpikir ukuran Bulan dan Matahari di atas kepala jauh lebih kecil. Padahal sama saja.

Tidak percaya lagi?

Perhatikan gambar di bawah ini:

Apakah kamu menganggap bahwa lingkaran biru di sebelah kanan lebih keci daripada lingkaran biru di sebelah kiri? Nah, otakmu baru saja salah mengira. Padahal, seluruh lingkaran biru ini memiliki ukuran yang sama besarnya. Itulah ilusinya.

Semoga jawaban kami bermanfaat!