Kita hidup di “Zaman Keemasan Astronomi”. Teknologi saat ini memungkinkan kita untuk melihat objek yang cahayanya mulai merambat bahkan sebelum Bumi terbentuk.
13.1 Teleskop sebagai “Mesin Waktu”
Konsep paling fundamental dalam observasi kosmologi adalah bahwa cahaya memiliki kecepatan terbatas ($299.792$ km/detik).
- Konsekuensi: Ketika kita melihat galaksi yang berjarak 10 miliar tahun cahaya, kita tidak melihatnya sebagaimana ia ada sekarang, melainkan sebagaimana ia ada 10 miliar tahun yang lalu.
- Fungsi: Semakin jauh teleskop kita bisa melihat, semakin dekat kita dengan momen Big Bang.
13.2 Teleskop Luar Angkasa Utama
Karena atmosfer Bumi membiaskan cahaya dan memblokir sebagian besar spektrum (seperti sinar-X dan inframerah), kita mengirim teleskop ke luar angkasa.
- Hubble Space Telescope (HST):
- Keunggulan: Beroperasi terutama pada cahaya tampak dan ultraviolet.
- Kontribusi: Menentukan usia alam semesta dengan lebih akurat (melalui pengamatan bintang variabel Cepheid) dan mengambil gambar legendaris “Hubble Deep Field” yang menunjukkan ribuan galaksi di satu titik langit yang tampak kosong.
- James Webb Space Telescope (JWST):
- Keunggulan: Spesialis Inframerah.
- Tujuan: Karena alam semesta mengembang, cahaya dari galaksi pertama mengalami redshift (bergeser ke arah inframerah). JWST dirancang untuk menembus debu kosmik dan melihat “fajar kosmik”—saat bintang pertama mulai menyala.
- Chandra X-ray Observatory:
- Fungsi: Melihat fenomena energi tinggi seperti gas yang sangat panas di sekitar lubang hitam dan tabrakan gugus galaksi.
13.3 Astronomi Multi-Messenger: Cara Baru “Mendengar” Semesta
Selama ribuan tahun, manusia hanya mengamati langit melalui cahaya (foton). Sekarang, kita memiliki “indra” baru:
- Gelombang Gravitasi (LIGO/Virgo):
- Ini bukan cahaya, melainkan getaran pada struktur ruang-waktu itu sendiri. Terjadi ketika objek masif (seperti lubang hitam atau bintang neutron) bertabrakan.
- Pentingnya: Kita bisa “mendengar” peristiwa yang tidak mengeluarkan cahaya sama sekali.
- Deteksi Neutrino (IceCube):
- Neutrino adalah “partikel hantu” yang hampir tidak berinteraksi dengan materi. Mereka bisa menembus planet Bumi tanpa melambat.
- Pentingnya: Memberikan informasi langsung dari inti ledakan bintang atau peristiwa energetik di pusat galaksi.
13.4 Radio Astronomi dan Citra Lubang Hitam
Teleskop radio tidak mengambil “foto” biasa, melainkan menangkap gelombang radio yang dipancarkan oleh gas dingin atau elektron yang bergerak cepat.
- Event Horizon Telescope (EHT):
- Ini adalah jaringan teleskop di seluruh dunia yang bekerja bersama untuk menciptakan teleskop seukuran Bumi.
- Pencapaian: Berhasil mengambil foto pertama lubang hitam (M87* dan Sgr A* di pusat galaksi kita), membuktikan prediksi Relativitas Umum Einstein dalam kondisi ekstrem.
- ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array):
- Terletak di gurun tinggi Chile, digunakan untuk melihat pembentukan planet di sekitar bintang muda.
13.5 Memetakan Komponen Gelap (Misi Masa Depan)
Karena 95% alam semesta adalah Materi Gelap dan Energi Gelap, misi terbaru dirancang khusus untuk memahami “kegelapan” ini:
- Euclid (ESA): Baru saja diluncurkan untuk memetakan miliaran galaksi dalam 3D guna memahami bagaimana Energi Gelap mengubah laju ekspansi alam semesta.
- Nancy Grace Roman Space Telescope: Akan memiliki bidang pandang 100 kali lebih luas dari Hubble untuk melakukan survei statistik terhadap jutaan galaksi.
Ringkasan Teknik Observasi:
- Spektroskopi: Memecah cahaya menjadi pelangi untuk mengetahui komposisi kimia bintang dan seberapa cepat mereka menjauh dari kita (Redshift).
- Paralaks: Mengukur pergeseran posisi bintang untuk menentukan jaraknya.
- Lensa Gravitasi: Menggunakan gravitasi galaksi besar sebagai “kaca pembesar” alami untuk melihat objek yang jauh di belakangnya.