Alur waktu sejak Big Bang (Sumber: NASA)
Pernahkah kamu berpikir untuk melihat masa lalu? Dengan melihat masa lalu, kita bisa mengenang potongan-potongan memori yang mungkin saja terlupakan akibat keterbatasan otak kita. Tapi ternyata, kita memang bisa melihat masa lalu! Sayangnya, bukan masa lalu kita, melainkan masa lalu alam semesta. Ya, kita bisa melihat masa lalu alam semesta yang megah ini melalui kacamata Astronomi.
Alam semesta terbentang sangat luas, kita tidak mengetahui sebesar apa alam semesta yang kita tinggali ini dan sampai sejauh mana batas-batasnya. Alam semesta kita dipenuhi berbagai objek: galaksi, planet, bintang, asteroid, nebula, dan sebagainya. Namun, karena ukuran alam semesta yang begitu besar, setiap objek berjarak sangat jauh antara satu sama lain. Bintang-bintang bercahaya yang kita lihat di langit malam sebenarnya bertempat tinggal nun jauh di sana.
Nebula Tarantula yang dipenuhi bintang-bintang muda dan debu kosmik (Sumber: NASA James Webb Telescope)
Seperti kita yang memerlukan waktu untuk berpindah tempat, cahaya yang dihasilkan oleh bintang-bintang dan objek lain di alam semesta juga memerlukan waktu untuk sampai dan akhirnya terlihat oleh kita di Bumi. Cahaya sebenarnya bergerak sangat cepat, sekitar 300.000 km per detik, sangat cepat hingga kamu tidak akan merasakannya. Namun, objek-objek yang saling berjauhan menyebabkan durasi perjalanan cahaya dapat terasa lama. Perjalanan cahaya tersebut bergantung pada jarak objeknya ke Bumi. Semakin jauh jaraknya, maka akan semakin lama durasi cahaya untuk sampai. Jika kita memandang sebuah bintang kecil di langit, bisa jadi cahaya dari bintang tersebut telah melintasi waktu ratusan tahun, sehingga keadaan bintang yang teramati saat ini sebenarnya adalah keadaan bintang tersebut ratusan tahun yang lalu. Contohnya adalah bintang Betelgeuse pada rasi Orion. Ia memiliki jarak 642,5 tahun cahaya yang artinya, Betelgeuse yang kita lihat saat ini adalah Betelgeuse pada 642,5 tahun yang lalu. Menakjubkan, bukan? Lantas, bagaimana dengan objek-objek yang luar biasa jauhnya, lebih jauh dari bintang-bintang yang kita lihat di langit?
Alam semesta yang begitu besar ini ternyata juga mengalami pengembangan seiring berjalannya waktu. Bayangkan alam semesta adalah sebuah balon yang sedang kamu tiup. Karet-karet pada balon akan merenggang dan jika balonmu memiliki gambar, gambar tersebut juga akan merenggang dan bertambah besar. Hal tersebut juga terjadi pada alam semesta dan cahaya. Ketika alam semesta mengembang, cahaya yang sedang lewat akan ikut direnggangkan, membuat panjang gelombangnya bertambah. Fenomena ini disebut dengan redshift atau pergeseran merah. Kenapa bergeser ke merah? Perhatikan gambar berikut:
Gelombang-gelombang elektromagnetik (Sumber: NASA)
Dalam rentang cahaya tampak, panjang gelombang paling besar dimiliki oleh warna merah. Oleh sebab itu, ketika cahaya suatu objek yang jauh diregangkan oleh alam semesta yang mengembang, panjang gelombangnya akan bergeser ke arah panjang gelombang merah. Jika jarak objek-objeknya begitu jauh, peregangan yang terjadi akan semakin besar, menggeser panjang gelombang hingga sampai ke panjang gelombang inframerah.
Ketika panjang gelombang sebuah objek sampai di inframerah, pengamatan akan sangat sulit untuk dilakukan apabila tidak menggunakan instrumentasi yang sesuai. Oleh karena itu, para astronom menciptakan satelit-satelit yang dapat menangkap citra yang dihasilkan oleh cahaya pada panjang gelombang inframerah dari objek-objek super jauh, seperti James Webb Space Telescope (JWST). JWST akan menyingkap objek-objek sangat jauh, hingga mungkin saja, menemukan objek yang berada dekat dengan waktu ketika alam semesta terbentuk. Jadi, untuk objek-objek yang jaraknya berjuta-juta hingga miliar tahun cahaya, diperlukan instrumentasi tingkat lanjut untuk bisa mengamati dan mempelajari objek-objek tersebut, seperti galaksi terjauh yang saat ini berhasil diamati oleh JWST, yaitu GN-z11 yang diperkirakan berjarak hanya sekitar 400 juta tahun cahaya dari kelahiran alam semesta.
Dari pengamatan-pengamatan yang dilakukan oleh para astronom, kita bisa mendapatkan banyak sekali pengetahuan dan pemahaman tentang alam semesta. Pengamatan cahaya dari objek-objek alam semesta yang jauh akan semakin mendekatkan kita pada fakta-fakta kelahiran alam semesta. Selain itu, kita juga mendapatkan pengetahuan tentang evolusi alam semesta dan objek-objek di dalamnya: bagaimana mereka berkembang, kemudian sekarat, dan akhirnya mati dalam ledakan indah, memancarkan pengetahuan yang mereka bawa dari cahayanya.
Penulis: Lintang Arian Semesta (10322059)
Penyunting: M. Khawariz Andaristiyan (10321005)
Referensi:
NASA's Goddard Space Flight Center. (2021, 11 Maret). Redshift Animations. NASA Science. https://svs.gsfc.nasa.gov/12856.
NASA. (2018, 31 Mei). How Does Webb See Back in Time?. Webb Space Telescope. https://webbtelescope.org/contents/articles/how-does-webb-see-back-in-time.
NASA. (2024, 4 Maret) Webb Unlocks Secrets of One of the Most Distant Galaxies Ever Seen. Webb Space Telescope. https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2024/news-2024-106.
Seeker. (2021, 29 Januari). How Space-Time Works When You Look At The Stars?. Youtube Video. https://www.youtube.com/watch?v=MohKd8vSdBA.