Jika alam semesta memanjang selamanya dan jika penuh bintang, mengapa langit malam gelap? Ini adalah pertanyaan yang telah diajukan oleh para filsuf dan ilmuwan sejak Antiquity. Sama seperti seorang pengamat melihat pohon ke segala arah ketika berdiri di hutan, setiap garis pandang di alam semesta yang tak terbatas harus diakhiri dengan kerlip bintang. Hasil akhirnya adalah langit yang menyala dengan cahaya surgawi. Langit malam tidak hanya harus seterang, jika tidak lebih terang, daripada siang hari, tetapi panas dari semua matahari itu seharusnya cukup untuk merebus lautan Bumi! Oleh karena itu, adegan berbintang yang digambarkan dalam gambar mencolok yang menyertai artikel ini, seharusnya tampak seperti bintang yang hilang jika dibandingkan dengan menatap ke Kosmos di atas.
Edgar Allen Poe merenungkan teka-teki ini dalam karyanya tahun 1850 berjudul "Kekuatan Kata-kata". Dia menyebut pencahayaan kombinasi yang dipancarkan oleh cahaya surgawi sebagai "dinding emas Semesta". Misalnya, pengamat di hutan melihat layar pohon karena hutan terus lebih jauh dari batas latar belakangnya - jarak rata-rata di mana garis pandang terganggu oleh pohon. Demikian pula, dari titik mana pun di alam semesta yang tak berujung yang dipenuhi bintang-bintang, bintang-bintang yang dekat haruslah tumpang tindih dengan bintang-bintang yang lebih jauh hingga setiap inci persegi pandangan dipenuhi dengan cahaya dari Matahari yang jauh.
Perkiraan saat ini menempatkan jumlah bintang di Semesta pada 70 sextillion (70.000 juta juta), berdasarkan survei tahun 2003 yang diselesaikan oleh para astronom Australia. Sepuluh kali jumlah butiran pasir di semua pantai dan gurun di bumi digabungkan dan tentu saja lebih dari cukup untuk mengisi seluruh langit dengan cahaya bintang!
Tetapi, langit malam tidak dibanjiri oleh cahaya Semesta, jadi para ahli teori awal berspekulasi bahwa bintang-bintang itu jumlahnya terbatas atau cahayanya entah bagaimana gagal mencapai Bumi. Ketika debu antarbintang ditemukan, beberapa orang mengira alasannya telah ditemukan. Tetapi, perhitungan dengan cepat menunjukkan bahwa jika partikel debu menyerap semua cahaya bintang yang hilang maka partikel debu itu sendiri akan mulai bercahaya.
Jawabannya akhirnya dijelaskan oleh implikasi dari Teori Relativitas Albert Einstein.
Di suatu tempat antara sepuluh dan dua puluh miliar tahun yang lalu, Semesta dibentuk oleh suatu peristiwa yang disebut Big Bang. Mengapa itu terjadi dan apa yang mendahuluinya tetap menjadi misteri yang paling dalam tetapi yang terjadi sekarang tampaknya cukup tak terbantahkan bagi sebagian besar komunitas ilmiah. Semua materi dan energi - pada dasarnya segala sesuatu yang pernah ada, adalah atau dapat, terbatas pada suatu kondisi padat yang terkonsentrasi dan tak terbayangkan. Menariknya, itu tidak seolah-olah segala sesuatu di Semesta diperas ke suatu lokasi yang dikelilingi oleh ruang yang tidak berisi apa-apa. Sebenarnya itu dulu Semesta semua masalah, energi dan semua ruang yang mereka isi. Ukuran eksternal tidak penting karena tidak memiliki permukaan eksterior; tidak ada yang ada di luarnya- ini masih benar sampai sekarang.
Kemudian, untuk alasan yang masih diperdebatkan, kernel Semesta ini mulai berkembang dengan kecepatan yang sangat cepat seolah-olah telah mengalami ledakan. Ekspansi ini tidak pernah berhenti, bahkan, nilainya terus meningkat dari waktu ke waktu! Lebih penting dari diskusi kita adalah fakta itu Semesta dimulai pada saat yang terbatas dalam waktu.
Satu implikasi lain dari teori relativitas membantu menjelaskan langit malam gelap kita juga. Cahaya bergerak dengan kecepatan terbatas. Namun, ia bergerak sangat cepat sehingga kecepatannya dinyatakan dalam jarak yang ditempuh selama satu tahun. Ini dikenal sebagai tahun cahaya dan selama waktu itu, cahaya akan melintasi 9,46 triliun (9,46 × 1012) kilometer atau 5,88 triliun (5,88 × 10)12) mil.
Ruang dan waktu saling terkait. Kita tidak bisa melihat ke luar angkasa tanpa juga melihat ke belakang dalam waktu. Ruang sangat luas dan pemisahan antar bintang sangat besar. Misalnya, jarak rata-rata antara bintang adalah beberapa tahun cahaya. Tapi, ini dekat dibandingkan dengan panjang lain yang diukur dengan astronomi. Jarak dari Matahari ke pusat galaksi kita adalah sekitar 26.000 tahun cahaya atau 260 triliun kilometer! Jarak dari Galaksi kita, Bimasakti, ke galaksi terdekat berikutnya, yang terletak di konstelasi Andromeda, adalah lebih dari 2 juta tahun cahaya. Itu berarti cahaya yang kita lihat malam ini dari Galaksi Andromeda Besar (M31) berangkat ke Bumi ketika tidak ada manusia modern, atau Homo Sapiens, di planet ini - meskipun garis evolusi kita sudah mapan. Jarak dari Bumi ke objek paling jauh, sebuah galaksi yang terlihat oleh teleskop luar angkasa Hubble, adalah sekitar tiga belas miliar tahun cahaya. Kita melihat galaksi ini seperti yang terlihat sebelum galaksi kita terbentuk!
Jadi, alasan langit malam kita hitam, alasan ruang tidak dipenuhi dengan cahaya yang menyilaukan adalah karena sebagian besar cahaya dari bintang yang memenuhi langit belum sempat mencapai Bumi - banyak yang begitu jauh sehingga mereka tidak dapat dideteksi pada saat ini. Jadi, meskipun jumlah bintang pada dasarnya tidak terbatas, jumlah bintang yang dapat kita lihat terbatas dan ini menciptakan celah gelap di langit yang kita lihat sebagai luasnya ruang.
Ada juga beberapa faktor lain yang menyebabkan ruang muncul tanpa penerangan. Sebagai contoh, banyak bintang mati atau meledak dari waktu ke waktu dan ini menghilangkan kontribusinya terhadap jumlah cahaya di alam semesta. Selain itu, cahaya bintang berkurang dengan pergeseran merah– sebuah fenomena yang secara langsung terkait dengan ekspansi Semesta. Red shifting mirip dengan efek Doppler karena keduanya melibatkan peregangan gelombang cahaya.
Efek Doppler menggambarkan gerakan sumber cahaya relatif terhadap pengamat. Cahaya dari suatu benda yang bergerak ke arah pengamat menjadi terkompresi ke arah frekuensi yang lebih tinggi, atau ujung biru dari spektrum cahaya. Cahaya dari objek yang bergerak menjauh meregang ke arah frekuensi yang lebih rendah atau ujung merah.
Red shifting tidak ada hubungannya dengan gerakan sumber cahaya tetapi, lebih tepatnya, dengan jarak sumber cahaya terletak dari pengamat. Karena ruang mengembang ke segala arah, cahaya dari sumber yang sangat jauh menempuh jarak yang semakin meningkat dan jarak pelebaran itu sendiri, membentang panjang gelombang cahayanya menuju merah. Semakin jauh sebuah galaksi, semakin lama jalur cahayanya harus melakukan perjalanan untuk mencapai Bumi. Karena jarak antara galaksi dan Bumi juga terus meningkat, cahayanya membentang ke arah ujung merah spektrum. Cahaya dari galaksi yang sangat jauh dengan demikian dapat dipindahkan merah dari spektrum yang terlihat ke inframerah atau, lebih dari itu, ke bidang gelombang radio. Oleh karena itu, pergeseran merah juga mengurangi tingkat cahaya bintang yang terlihat yang mencapai Bumi dan membuat langit malam tampak lebih gelap.
Gambar yang ditampilkan dalam diskusi ini diproduksi oleh astronom Brad Moore, dari observatorium pribadinya dekat Melbourne, Australia awal tahun ini. Adegan ini terletak di dekat Nebula Carinae Hebat dan dikenal sebagai NGC 3324. Ia juga memiliki nama umum Nebula Lubang Kunci dan Nebula Eta Carinae terletak sekitar 9.000 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi selatan Carina. Ini terdiri dari sekelompok bintang muda dan terang, beberapa di antaranya menerangi nebula yang kaya akan hidrogen dan membuatnya bersinar.
Menariknya, ini juga disebut Nebula Gabriela Mistral karena kemiripannya dengan Penyair Chili pemenang Hadiah Nobel. Perhatikan baik-baik dan Anda bisa melihat siluetnya di nebula.
Namun, warna dalam gambar yang menakjubkan ini tidak nyata. Mereka telah ditugaskan untuk juga mewakili komposisi bahan yang terdiri dari pandangan ini. Oksigen diwakili oleh merah, hijau menunjukkan keberadaan hidrogen dan sulfur digambarkan oleh rona biru. Gambar ini membutuhkan paparan 36 jam melalui teleskop Ritchey-Chretien Cassegrain 12,5 inci dan kamera astronomi 3,5 mega-pixel.
Apakah Anda memiliki foto yang ingin Anda bagikan? Posting mereka ke forum astrophotography Space Magazine atau email mereka, dan kami mungkin menampilkan satu di Space Magazine.
Ditulis oleh R. Jay GaBany
