Sejarah dan Asal Usul Alam Semesta Menurut Ilmuwan (Bagian 2)

Naviri Magazine - Uraian ini adalah lanjutan uraian sebelumnya (Sejarah dan Asal Usul Alam Semesta Menurut Ilmuwan - Bagian 1). Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik, sebaiknya bacalah uraian sebelumnya terlebih dulu.

Galaksi terbuat dari bintang-bintang

Bima Sakti, pita cahaya samar yang mencakup langit, telah dikenal sepanjang sejarah. Sifat sejatinya tidak ditemukan sampai abad ke-17 ketika Galileo Galilei mempelajari Bima Sakti dengan teleskop, dan menetapkan bahwa pita itu terdiri dari banyak bintang. Potongan-potongan kecil cahaya yang samar-samar terlihat di langit ini disebut nebula.

Pada abad ke-18, muncul spekulasi bahwa Bima Sakti adalah sebuah sistem bintang besar yang terikat bersama-sama oleh gravitasi, tetapi sifat nebula tetap tidak diketahui. Mereka bisa saja awan gas dalam Bima Sakti atau mungkin mereka berada di luar galaksi kita. Tidak dapat dibuktikan apakah Bima Sakti menguasai seluruh alam semesta atau tidak.

Menggunakan teleskop 100-inci yang baru dibangun di Mount Wilson Observatory, California, astronom Amerika, Edwin Hubble, mengamati bintang yang disebut Cepheids. Cerah dan redup bintang ini memiliki pola yang terkait dengan kecerahan intrinsiknya sehingga cocok untuk digunakan sebagai ukuran dalam memperkirakan jarak kosmik. 

Dalam sebuah makalah tahun 1925, Hubble menyimpulkan bahwa beberapa nebula itu berada di luar Bima Sakti, dan berada di dalam galaksi raksasa yang jauh lebih besar dari Bima Sakti.

Organisasi besar

Ini pertama kali terlihat pada paruh kedua abad ke-19: terdapat sekelompok besar nebula di rasi Virgo. Kemudian, ditemukan bahwa nebula tersebut merupakan galaksi yang terpisah di luar Bima Sakti.

Seratus tahun kemudian, astronom berspekulasi bahwa keselarasan nyata dari galaksi-galaksi mungkin menunjukkan tingkat struktur kosmik yang lebih tinggi dengan berbagai julukan, seperti "metagalaxy" atau "superkluster." 

Pada tahun 1982, astronom R. Brent Tully menerbitkan sebuah analisis tentang jarak anggota galaksi superkluster yang menunjukkan bahwa mereka memang bagian dari suatu organisasi yang lebih besar. Jarak ditentukan dengan mencatat redshift spektrum cahaya dari galaksi.

Struktur terbesar di ruang angkasa

Struktur terbesar yang kita tahu adalah filamen galaksi atau kompleks superkluster yang mengelilingi rongga besar di ruang angkasa. Galaksi-galaksi dalam filamen terikat bersama oleh gravitasi. 

Ketika struktur ini pertama kali ditemukan oleh Margaret Geller dan Yohanes Huchra pada tahun 1989, itu dijuluki “Great Wall.” Namun, masih ada suatu struktur yang jauh lebih besar, “Sloan Great Wall,” yang ditemukan pada tahun 2003 oleh J. Richard Gott III dan Mario Juric.

Saat ini, penelitian terhadap struktur berskala besar alam semesta menggunakan data yang dikumpulkan oleh survei redshift, seperti Sloan Digital Sky Survey. Upaya ini menggunakan sensor kamera digital untuk memotret kawasan langit, menangkap jutaan obyek yang jauh, dan data yang diperlukan untuk memetakan mereka dalam ruang 3-D.

Yang terjauh yang bisa kita lihat

Alam semesta teramati adalah segala sesuatu yang dapat kita deteksi. Ini adalah sebuah bola diameter 93 miliar tahun cahaya yang berpusat di Bumi. Kita tidak dapat merasakan seluruh alam semesta sekaligus, karena lambatnya kecepatan cahaya dibandingkan dengan skala besar alam semesta.

Saat kita melihat angkasa, kita melihat benda-benda sebagaimana para leluhur melihat mereka dulu. Peningkatan perluasan alam semesta, benda-benda jauh yang lebih jauh dari usia mereka, akan membuat kita berpikir. Misalnya, tepi alam semesta yang teramati jauhnya kira-kira 46 miliar tahun cahaya, meskipun usia alam semesta “hanya” 13,7 miliar tahun.

Luas alam semesta yang sebenarnya tidak diketahui secara pasti. Alam semesta bisa saja jauh lebih luas dari apa yang kita amati dan mungkin tak terbatas dalam ukuran. Cahaya dari kawasan yang paling jauh tidak akan pernah mampu mencapai kita.

Untuk gambar alam semesta teramati yang ada saat ini, kita berutang banyak pada fisikawan Amerika, Alan Guth. Pada 1980-an, ia berusaha mencari tahu tentang bagaimana alam semesta muncul dari peristiwa Big Bang.

Big Bang: 13.750.000.000 tahun silam

Pada awal abad 20, astronom dan imam Katolik Belgia, Georges Lemaitre, menghitung perkembangan alam semesta. Secara matematis, alam semesta menjalankan ekspansi mundur. Lemaitre berteori bahwa segala sesuatu di alam semesta pada satu waktu merapat [menyatu] menjadi sesuatu yang kecil dan padat. Sesuatu itu ia sebut “atom purba.”

Atom tersebut meledak, sebuah peristiwa yang disebut oleh astronom Fred Hoyle sebagai “Big Bang.” Perluasan alam semesta menjelaskan mengapa cahaya obyek jauh bergeser ke arah ujung merah spektrum, sebuah fenomena yang disebut “redshift.”

Sama seperti efek Doppler di mana suara kendaraan yang bergerak berubah nada, redshift menyebabkan cahaya bintang-bintang yang bergerak berubah warna sebagaimana panjang gelombangnya akan membentang karena perluasan ruang. Semakin jauh sebuah objek dari bumi, intervensi ruang akan semakin berkembang, dan makin banyak cahaya objek yang akan bergeser ke arah merah.

Astronom Amerika, Edwin Hubble, kemudian membuktikan dengan pengamatan di mana redshift memang terkait dengan jarak. Korelasi tersebut sekarang dikenal sebagai hukum Hubble.

Baca lanjutannya: Sejarah dan Asal Usul Alam Semesta Menurut Ilmuwan (Bagian 3)