Cahaya merupakan hal tercepat yang kita tahu.
Saking cepatnya jadi kita bisa mengukur jarak yang cukup jauh
dengan mengukur berapa lama cahaya menempuhnya.
Dalam satu tahun, cahaya menempuh sekitar 6.000.000.000.000 mil,
sebuah jarak yang kita sebut satu tahun cahaya.
Sebagai gambaran seberapa jauhnya hal ini,
Bulan dapat dicapai oleh astronot Apollo dalam empat hari,
tapi hanya satu detik cahaya dari Bumi.
Sedangkan bintang paling dekat, selain Matahari, disebut Proxima Centauri,
berjarak 4,24 tahun cahaya.
Galaksi Bima Sakti kita terentang sejauh 100.000 tahun cahaya.
Galaksi yang terdekat, Andromeda,
berjarak sekitar 2,5 juta tahun cahaya.
Luar angkasa merupakan sesuatu yang sangat besar.
Tapi bagaimana kita tahu jarak antara bintang-bintang dan galaksi?
Padahal ketika kita lihat langit, kita melihat tampilan datar 2 dimensi.
Jika Anda menunjuk satu bintang, Anda tidak bisa mengetahui jaraknya,
jadi bagaimana para astro-fisikawan menentukan jarak tersebut?
Untuk benda-benda yang sangat dekat,
kita bisa menggunakan konsep yang disebut paralaks trigonometri.
Idenya cukup sederhana.
Ayo, kita buat percobaan.
Acungkan jempol Anda dan tutup mata kiri Anda.
Lalu buka mata kiri Anda dan tutup mata kanan Anda.
Anda lihat jempol Anda seperti bergerak,
sedangkan obyek di latar yang lebih jauh sepertinya tidak bergerak.
Konsep yang sama dapat diterapkan saat kita melihat bintang,
tapi jarak bintang amat sangat jauh jika dibandingkan panjang tangan Anda,
dan Bumi juga tidak terlalu besar,
walaupun Anda punya banyak teleskop berbeda di sepanjang ekuator,
Anda tidak bisa melihat perubahan dalam posisi.
Malahan, kita melihat perubahan lokasi bintang selama enam bulan,
setengah dari waktu yang dibutuhkan Bumi untuk mengelilingi matahari.
Ketika kita mengukur posisi relatif bintang pada musim panas,
dan kemudian pada musim dingin, ini seperti melihat dengan mata yang beda.
Bintang yang dekat seperti bergerak berlawanan dengan latar,
yaitu bintang yang lebih jauh dan galaksi.
Tapi metode ini hanya untuk obyek yang tidak lebih dari beberapa tahun cahaya.
Diluar galaksi kita, jaraknya amat sangat jauh
jadi paralaks menjadi sedemikian kecilnya bahkan dengan instrumen paling sensitif.
Jadi untuk hal ini kita harus mengandalkan metode berbeda
menggunakan indikator yang kita sebut lilin standar.
Lilin standar merupakan obyek yang dapat mengeluarkan cahaya,
yang kita benar-benar tahu.
Contohnya, jika Anda tahu seterang apa lampu bohlam Anda,
dan Anda minta teman Anda untuk memegang lampu bohlam itu lalu menjauh,
Anda akan tahu terangnya lampu itu untuk menyinari Anda
akan berkurang seiring dengan jarak yang menjauh.
Dengan membandingkan jumlah cahaya yang diterima
dengan terangnya lampu bohlam tadi,
Anda akan dapat memperkirakan seberapa jauh teman Anda.
Di Astronomi, 'lampu bohlam' kita adalah satu tipe bintang spesial
yang disebut Variabel Cepheid.
Bintang-bintang ini sangat tidak stabil,
seperti balon yang terus terbakar dan mengempis.
Dan karena ekspansi serta kontraksi memicu tingkat cahaya yang bervariasi,
kita dapat menghitung terangnya bintang dengan mengukur waktu dari siklus ini,
dengan terang bintang lainnya yang berubah perlahan.
Dengan membandingkan cahaya dari bintang-bintang ini
terhadap terangnya bintang yang telah kita hitung,
kita dapat memperkirakan jarak mereka.
Sayangnya, ini bukan akhir dari cerita.
Kita hanya dapat menghitung bintang dengan jarak terjauh 40 juta tahun cahaya,
setelah jarak itu mereka menjadi terlalu buram untuk diamati.
Namun untungnya kita mempunyai lilin standar yang lain:
Supernova tipe 1a yang terkenal.
Supernova adalah ledakan bintang maha dahsyat dan
merupakan salah satu cara bagi bintang untuk mati.
Ledakan ini sangat menyilaukan,
sehingga menyinari galaksi-galaksi di sekelilingnya.
Meskipun kita tidak bisa melihat bintang-bintang di sebuah galaksi,
kita tetap dapat melihat supernova saat mereka terjadi.
Dan Supernova tipe 1a ternyata dapat digunakan sebagai lilin standar
karena amat sangat terang dan meredup lebih lambat.
Melalui pemahaman kita akan hubungan
antara terang dan tingkat pengurangannya,
kita dapat menggunakan supernova untuk
memperkirakan jarak hingga beberapa miliar tahun cahaya.
Tapi mengapa penting untuk menentukan jarak yang cukup jauh ini?
Yah, ingat seberapa cepat cahaya menempuh jarak.
Sebagai contoh, cahaya matahari butuh waktu 8 menit untuk sampai di Bumi,
jadi sinar matahari yang kita lihat adalah sinar matahari 8 menit yang lalu.
Ketika Anda melihat rasi bintang Big Dipper,
Anda melihat tampilan 80 tahun yang lalu.
Dan galaksi-galaksi ini?
Mereka berjarak jutaan tahun cahaya.
Butuh waktu jutaan tahun cahaya bagi cahaya dari galaksi tersebut untuk kemari.
Jadi alam semesta, dalam beberapa hal, dibuat seperti mesin waktu.
Lebih jauh kita melihat ke belakang, lebih muda umur alam semesta.
Para astro-fisikawan berupaya membaca sejarah alam semesta,
dan memahami bagaimana dan darimana asal kita.
Alam semesta terus mengirimi kita informasi dalam bentuk cahaya.
Tinggal kita yang berupaya memecahkannya.