Bagaimana kita mengukur jarak di luar angkasa? - Yuan-Sen Ting

Silakan lihat versi penuh di: http://ed.ted.com/lessons/how-do-we-measure-distances-in-space-yuan-sen-ting

Ketika kita melihat langit, kita melihat pemandangan dua dimensi yang datar. Jadi bagaimana para astronom memperkirakan jarak antara bintang-bintang dan galaksi dari Bumi? Yuan-Sen Ting menunjukkan bagaimana paralaks trigonometri, lilin standar dan bantuan lainnya dapat menolong kita untuk menentukan jarak dari beberapa obyek yang jauhnya beberapa miliar tahun cahaya dari Bumi.

Informasi oleh Yean-Sen Ting, animasi oleh TED-Ed.

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.