Apa itu Astronomi?

Astronomi adalah studi tentang segala sesuatu di alam semesta di luar atmosfer bumi. Itu termasuk benda-benda yang bisa kita lihat dengan mata telanjang, seperti Matahari, Bulan, planet-planet, dan bintang-bintang. Ini juga termasuk objek yang hanya bisa kita lihat dengan teleskop atau instrumen lain, seperti galaksi yang jauh dan partikel kecil. Dan itu bahkan mencakup pertanyaan tentang hal-hal yang tidak dapat kita lihat sama sekali, seperti materi gelap dan energi gelap .

Apa itu Astronomi dan apa saja ide-ide utama tentang astronomi?

1. Saat kita melihat ke langit malam, kita melihat pola dan ingin menjelaskannya

Rasi bintang – tanpa label Rasi bintang – berlabel

Pengamat awal melihat langit malam melihat pola di bintang-bintang. Pola-pola ini, yang kita sebut rasi bintang atau konstelasi, mungkin tampak berubah tempat, tetapi tidak berubah bentuk. Orang-orang di seluruh dunia memberi mereka nama (seperti Orion si pemburu atau Leo si singa) dan bercerita tentang mereka. Anda mungkin tahu beberapa dari cerita ini sebagai mitos, atau sebagai astrologi. Astrologi bisa menyenangkan untuk dipikirkan, tetapi berbeda dengan astronomi. Astrologi bukanlah sains!

Pengamat awal juga memperhatikan beberapa objek terang di langit yang tampak bertaburan dan berkeliaran di antara bintang-bintang. Para filsuf Yunani kuno menyebut benda-benda ini “planet”, yang dalam bahasa Yunani berarti “pengembara”. Planet-planet adalah tetangga dekat kita, dan mereka memang bergerak. Mereka mengorbit Matahari, seperti halnya Bumi.

2. Langit sangat luas dan jarak antar objek bisa sangat besar

Dengan mata telanjang, bintang-bintang terlihat seperti titik-titik cahaya yang sangat kecil. Tapi bintang tidaklah kecil—mereka sebenarnya berukuran besar, bola gas yang terbakar, seperti Matahari kita. Mereka hanya tampak kecil karena mereka begitu jauh. Bintang terdekat dengan tata surya kita berjarak 4 tahun cahaya, yaitu 32 triliun km.

Bintang-bintang Biduk semuanya mungkin terlihat pada jarak yang sama, seolah-olah mereka ditempelkan di dinding kubah raksasa.

Semua bintang mungkin terlihat pada jarak yang sama, seolah-olah mereka ditempelkan di dinding kubah raksasa. Tapi itu juga ilusi. Beberapa bintang berjarak puluhan ribu tahun cahaya dari Bumi daripada yang lain. Kita dapat melihat ilusi ini sendiri dengan membangun Biduk kita sendiri.

Sebuah “tampilan samping” dari Biduk, dengan Bumi di satu sisi gambar, menunjukkan bahwa bintang-bintang berada pada jarak yang berbeda dari Bumi.

Tetapi jika kita melihat bintang yang sama dari tempat yang berbeda di alam semesta, kita akan melihat bahwa beberapa bintang berada miliaran km lebih jauh daripada yang lain!

Bagaimana kita bisa tahu seberapa jauh sebuah bintang? Salah satu petunjuknya adalah kecerahannya. Bintang yang jauh terlihat lebih redup daripada jika kita dekat dengannya. Tapi petunjuk itu tidak terlalu bisa diandalkan, karena bintang sangat bervariasi dalam kecerahannya. Beberapa bintang yang menonjol di langit sebenarnya tidak terlalu jauh dibandingkan dengan bintang lain—mereka hanya sangat besar dan terang. Dan beberapa bintang di dekatnya redup. Faktanya, bintang tetangga terdekat Matahari kita, Proximus Centuri, sangat redup dan kecil sehingga kita membutuhkan teleskop untuk melihatnya!

Jadi para astronom mengandalkan pengukuran sesuatu yang disebut paralaks untuk mengetahui jarak bintang. Mereka melihat bintang terdekat dari dua tempat berbeda dan membandingkan posisinya relatif terhadap bintang lain yang jauh lebih jauh.

Sangat mudah untuk melihat sendiri bagaimana semua ini bekerja karena kedua mata kita berada di dua tempat yang berbeda. Untuk mencobanya, hadapi latar belakang dengan banyak objek di dalamnya, seperti rak buku atau lanskap dengan pepohonan.

Pertama, angkat ibu jari sejauh lengan dan lihat melalui mata kanan, jaga agar kiri tetap tertutup. Kemudian lihat melalui mata kiri, tutup mata kanan. Lihat bagaimana ibu jari berpindah melompat, menghalangi buku atau pohon yang berbeda? Selanjutnya, gerakkan ibu jari kita tepat di depan hidung kita dan coba lagi, melihat melalui setiap mata secara terpisah. Lihat seberapa jauh ibu jari melompat ketika lebih dekat ke mata?

Para astronom dapat menggunakan satelit di dua posisi berbeda (bukan dua mata) untuk menghitung jarak ke bintang (bukan ibu jari).

3. Segala sesuatu di luar angkasa bergerak sepanjang waktu

Kita mungkin merasa seperti sedang duduk diam, tetapi sebenarnya kita terbang di luar angkasa dengan sangat cepat! Itu karena Bumi membawa kita seperti pesawat luar angkasa.

Bumi berputar. Jika kita berdiri di khatulistiwa, kita dan titik di bawah kaki kita akan berputar dengan kecepatan sekitar seribu mil per jam. Tapi Bumi juga mengorbit mengelilingi Matahari, bergerak lebih cepat: 107.000 km per jam. Dan Matahari sendiri bergerak mengelilingi pusat galaksi kita, membawa semua yang ada di tata surya, dengan kecepatan 788.000 km per jam. Dan itu belum semuanya. Galaksi kita, Bima Sakti, juga bergerak—dengan kecepatan 1,4 juta km per jam. Gugus galaksi kita juga bergerak. Dan begitu juga segala sesuatu yang lain di alam semesta.

4. Gravitasi menyatukan semuanya

Jika Bumi bergerak sangat cepat, mengapa kita tidak terbang? Bersyukur adanya gravitasi. Gravitasi adalah gaya tarik menarik antara semua benda di alam semesta. Gravitasi suatu benda bergantung pada massanya —jumlah total materinya , atau “benda”. Semakin besar massa benda, semakin kuat gaya gravitasinya. Dan semakin dekat dua benda, semakin kuat tarikan gravitasi di antara mereka. Gravitasi adalah apa yang membuat kaki kita tetap di tanah—dan yang membuat Bumi dan planet-planet mengorbit mengelilingi Matahari, bukannya melayang.

Ketika kita melompat, kita selalu jatuh kembali ke Bumi. Yang naik pasti turun kan? Tidak terlalu! Sesuatu bisa naik dan tidak turun jika mencapai kecepatan lepas, kecepatan di mana ia terlepas dari tarikan gravitasi planet. Begitulah cara kerja roket. Mesin mereka dirancang untuk mendorong roket begitu keras sehingga bergerak cukup cepat untuk menjauh. Alam semesta penuh dengan bintang dan planet “pelarian” yang lolos dari gravitasi tetangganya.

5. Ada lebih banyak cahaya daripada yang bisa dilihat mata kita

Cahaya adalah bentuk energi yang disebut radiasi elektromagnetik. Kita melihat objek karena memantulkan cahaya ke mata kita. Tapi ada spektrum penuh radiasi elektromagnetik, dan mata kita hanya bisa mendeteksi sebagian kecil saja.

Bagian itu—cahaya tampak—terdiri dari panjang gelombang cahaya yang berbeda yang kita anggap sebagai warna yang berbeda. Jika kita menganggap spektrum elektromagnetik sebagai keyboard piano, cahaya tampak setara dengan satu oktaf. Objek di luar angkasa memancarkan atau memantulkan radiasi dari seluruh spektrum, termasuk ultraviolet (UV), inframerah, gelombang mikro, dan gelombang radio. Untuk melihat radiasi elektromagnetik yang tidak terlihat ini, kita perlu menggunakan alat khusus seperti teleskop gelombang mikro dan teleskop sinar gamma.

6. Alam Semesta Berisi Hal-hal Misterius Yang Tidak Terlihat

Sejauh ini kita telah membicarakan hal-hal yang dapat kita deteksi dengan mata dan alat kita, seperti galaksi, bintang, dan planet. Benda-benda ini (dan bahkan pohon, anak anjing, dan diri kita sendiri) semuanya disebut materi. Tapi tahukah kita bahwa ada hal-hal di alam semesta yang tidak dapat kita deteksi, apa pun instrumen yang kita gunakan? Mereka disebut materi gelap dan energi gelap.

Materi gelap tidak memancarkan cahaya seperti galaksi atau menyerap cahaya seperti lubang hitam. Para ilmuwan tahu itu ada karena memiliki tarikan gravitasi, seperti materi normal.

Energi gelap adalah tekanan misterius yang bekerja berlawanan dengan gravitasi, mendorong materi terpisah.

Para ilmuwan masih tidak tahu banyak tentang materi gelap dan energi gelap, tetapi mereka bekerja keras untuk mencari tahu lebih banyak. Mungkin salah satu ilmuwan itu adalah pembaca atau Anda!

Materi gelap digambarkan dalam pola “seperti web”. Ini adalah rendering komputer dari materi gelap. Area terang mewakili materi gelap.

7. Dibutuhkan tim yang terdiri dari orang-orang yang bekerja sama untuk mempelajari alam semesta

Ketika kita memikirkan seorang astronom, mungkin kita membayangkan seseorang menggunakan teleskop untuk mengumpulkan data tentang benda-benda di langit. Beberapa astronom melakukan itu—mereka disebut astronom observasional. Tapi ada banyak jenis astronom lain juga! Apakah kita suka membangun sesuatu? Membuat sesuatu bekerja? Menulis program komputer? Memecahkan persamaan? Ada astronom yang melakukan semua hal yang berbeda seperti ini.