Sekarang kita lucu lucuan dengan menghitung berapa luas alam semesta.

Butuh berabad-abad akhirnya kita baru mengetahui seberapa luas alam semesta ini.

Adu pendapat dari undangan astronomi  Amerika pada tahu 1920.

2 orang mengatakan hal berbeda dengan luasnya galaksi.

Shapley mengatakan galaksi Bima Sakti atau galaksi dimana kita tinggal memiliki lebar 300.000 tahun cahaya. Atau 3 kali lebih besar dari perhitungan saat , sebelum ditemukan teknologi modern. Dia mengatakan posisi matahari lebih dekat ke inti galaksi.

Peneliti lain Curtis memiliki pendapat berbeda. Dia mengkoreksi bahwa galaksi lain lebih besar dari galaksi kita. Tapi dia memperhitungkan galaksi Bima Sakti hanya memiliki lebar 30 ribu tahun cahaya. Artinya galaksi kita hanya 1/3 dari ukuran yang diterima saat ini dengan lebar 100.000 tahun cahaya.

3x lebih besar atau 3x lebih kecil. Ini adalah jarak yang luar biasa luasnya, dan diperdebatkan selama 1 abad. Hari ini kita mengetahui bahwa ukuran galaksi Bima Sakti sekitar 100.000 sampai 150.000 tahun cahaya.

Setelah Copernicus memberi pendapat yang menarik dan membuka pikiran ilmuwan lain, bahwa galaksi kita bukan pusat segalanya. Tampaknya astronom selalu kesulitan mencari angka yang tepat, dengan ukuran alam semesta.

Sekarang, Caitlin Casey astronom univeristas Texas mempelajari alam seperti seperti yang kita kenal. Dia menunjukan para astronom mengembangkan alat untuk menghitung. Tapi bukan menghitung jarak Bumi dan anggota tata surya lain seperti planet dan matahari. Tapi rentang antara galaksi sampai perjalanan ke tepi alam semesta.

Untuk mengukur semuanya disebut cosmic Distance Ladder atau tangga kosmik. Astronom mengambil satu patokan seperti sebuah bintang, untuk mengukur bintang lain dan seterusnya.

Kita mengukur dengan gelombang radio ke sebuah planet, dan mengukur kembalinya gelombang tersebut ke Bumi. Dari kelambatan kembalinya gelombang yang dikirim, dapat diketahui berapa jarak yang tepat antara planet ke Bumi. Tapi itu perhitungan planet ke planet, dan jaraknya relatif sangat dekat. Dibanding luas alam semesta, tentu jarak jutaan km hanya angka kecil.

Sebagai contoh teleskop radio terbesar Arecibo di Puerto Rico dapat melakukan pekerjaan ini. Tidak hanya planet tapi asteroid dapat dihitung jaraknya, termasuk menangkap citra dan permukaan asteroid dengan gelombang radio.

Menghitung jarak planet dengan tepat dari teleskop Radio Arecibo

Tapi menghitung jarak dengan teleskop radio dengan teknik tangga kosmik  tidak praktis. Teknik perhitungan lain adalah teknik Paralak (Paralax).

Teknik Paralak
Cara perhitungan teknik paralak seperti menempatkan 1 benda dengan benda lain dan dilihat dari 2 sudut berbeda.
Contoh kita memegang sebuah benda dan melihat dengan menutup mata kiri lalu melihat dengan mata kanan dan sebaliknya. Benda tersebut terlihat bergerak / bergeser dari penglihatan kita.
Perbedaan kedua sisi tersebut akan menghasilkan jarak pada sebuah objek tertentu

Di skala kosmos perhitungan paralak memerlukan waktu 6 bulan. Ketika satelit melihat satu benda pada bulan Januari, maka perhitungan kedua jatuh pada bulan Juni.
Karena teleskop di Bumi akan bergerak memutar matahari selama 12 bulan. Posisi perbedaan dalam 6 bulan dijadikan teknik Paralak untuk mengukur benda dari Bumi.

Namun skala perhitungan tersebut hanya efektif mengukur benda  sampai jarak 100 tahun cahaya, karena sudut pergeseran terlalu kecil. Angkanya mulai menjauh.

Untuk lebih akurat, posisi benda sebagai pembanding dapat mengambil dari sebuah bintang untuk mengukur bintang yang lebih jauh. Ukuran bintang utama dapat dijadikan patokan untuk mengukur benda lain

Cepheid Variabel
Henrietta Swan Leavitt dari Harvard, pada tahun 1908 membuat perhitungan Cepheid. Dia membuat pengamatan dari variasi bintang yang berubah kecerahannya dari waktu ke waktu. pulse dari bintang herhubungan dengan seberapa terang sebuah bintang. Bintang yang lebih terang memiliki denyut lebih lambat.
Di tahun 1920an, Edwin Hubble menditeksi variabel Cepheid untuk menghitung jarak galaksi Andromeda. Angkanya 1 juta tahun cahaya, disini sudah semakin jauh dengan 1 juta tahun cahaya.
Astronomi modern lebih tepat, menghitung jarak galaksi Andromeda sekitar 2,54 juta tahun cahaya dari Bumi. Tapi jarak tersebut belum akurat, mungkin mendekati.tapi menjadi perhitungan terbaik saat ini.

Teknik Redshift.
Teknik lain adalah pergeseran cahaya merah. Digunakan mengukur jarak amat sangat jauh. Cara perhitungan ini lebih mendekati, dengan melihat perubahan spektrum warna cahaya.
Seperti suara sirene ambulan, ketika mendekat maka gelombang suara yang kita dengar akan semakin tinggi. Ketika menjauh akan lebih kecil. Disini disebut efek Doppler.
Gelombang cahaya yang menjauh akan terlihat berwarna merah di Bumi, dan warna biru cenderung mendekat ke arah Bumi. Mobil ambulan adalah benda yang diukur, dan suara yang di dengar mewakili cahaya yang dilihat di Bumi
Pergeseran warna merah tersebut dihitung, dan dapat disimpulkan berapa jarak jauh dari sumber cahaya. Tapi bukan untuk jarak benda sesungguhnya. Karena sebuah bintang dengan perubahan spektrum warna merah dan biru, sebenarnya objek yang melihat dan yang dilihat sedang bergerak. Merah berarti objek yang dilihat semakin menjauhi kita, dan sebaliknya.

Berapa luas alam semesta.
Sampai akhirnya ahli astronom mengetahui alam semesta "kita" dimulai pada 13,8 miliar tahun lalu. Sebuah ledakan sangat besar (big bang) melemparkan debu dan gas ke segala penjuru alam. Lalu mulai terbentuk galaksi sampai kehidupan dari planet, termasuk manusia.

Seandainya kita bisa melihat sebuah galaksi dengan jarak 13,8 miliar tahun cahaya. Seberapa jauh benda itu berada. Bila sebuah galaksi terjauh yang dilihat menjauhi Bumi (galaksi kita) dengan warna merah.

Apakah jaraknya memang 13,8 miliar tahun, atau benda tersebut sebenarnya sudah bergerak lebih jauh lagi. Karena kita hanya melihat cahaya yang datang dari 13,8 miliar tahun lalu dan baru sampai ke bumi hari ini.

Jangan jangan benda yang dihitung tersebut sudah berjarak 46,5 miliar tahun cahaya dari posisi kita di BUmi. Jadi benda yang kita lihat dan diperhitungkan 13,8 miliar tahun cahaya, sebenarnya sudah berada di 46,5 miliar tahun dari jarak kita. Angka tersebut diambil dari beberapa galaksi yang pernah ditemukan dan terlihat hanya berbentuk gumpalan cahaya merah. Karena sangat jauhnya, dan terlihat benda tersebut sekarang.

Contoh sebuah galaksi GN-z11, (gambar bawah). Di terangkan agar tidak membingungkan dengan perbandingan skala kosmos.

Galaksi GN-z11 yang berwarna merah tersebut, diperkirakan baru berumur 400 juta setelah awal terbentuknya alam semesta. Warna galaksi ini begitu kecil dengan warna merah.

Bila Big Bang dihitung dengan tahun 0, galaksi yang kita lihat adalah bentuk galaksi pada 400 juta tahun setelah angka 0.

Sedangkan kita melihat jarak galaksi GN-z11 ke Bumi, dengan gambar yang kita lihat adalah gambar gambar galaksi di masa lalu.
Artinya kita melihat warna merah dibawah ini, adalah sebuah galaksi yang usianya baru 400 juta tahun lalu. Walau sekarang usia galaksi (dan alam semesta) kita sendiri sudah berumur di 13,8 miliar tahun dari angka 0.

Cahaya dari benda galaksi GN-z11 tertangkap berwarna merah dibawah ini, merupakan sebuah galaksi ketika yang jaraknya 13,4 miliar tahun cahaya dari kita di Bumi.

Tapi bentuk galaksi tersebut baru kita lihat cahayanya sampai ke Bumi hari ini, dari cahaya galaksi yang kita lihat adalah cahaya yang melakukan perjalanan selama 13,4 miliar tahun dan dilihat oleh kita hari ini.

Menjadi pertanyaan, apakah galaksi tersebut memang ada di tempat yang kita lihat. Seandainya kita bisa melakukan perjalanan yang sangat singkat. Misalnya satu detik tiba disana. Kemungkinan galaksi GN-z11 ini sudah tidak ada disana.

Mungkin sudah bergerak lebih menjauh bahkan lebih jauh dari perhitungan 13,4 miliar tahun cahaya.

Dan posisi galaksi GN-z11 sebenarnya tidak akan pernah bisa kita capai. Lalu dimana galaksi GN-z11 berada, seandainya galaksi tersebut menjauhi dengan tegak lurus dari posisi kita di Bumi. Maka posisi galaksi tersebut sudah bergerak lebih dari 2x lebih jauh dari apa yang kita lihat sekarang.

Galaksi terjauh GN Z11

Mengapa galaksi tersebut menjauh. Karena semua benda di alam semeseta ini bergerak dan gerakannya semakin cepat.

Menjawab berapa luas alam semesta kita. Dari angka tersebut tinggal digandakan, menjadi 93 miliar tahun cahaya. Itu perkiraan luasnya alam semesta yang membentang sangat luas seperti yang kita lihat saat ini.

Luasnya alam semesta diperkirakan lebih besar 250x dari perkiraan yang kita amati. Mihran Vardanyah dan rekan dari universitas Oxford menganalisa data dan menghitung objek di alam semesta. Mengunakan algoritma computer, angkanya 250x lebih besar dari perkiraan sebelumnya.

Berapa jumlah galaksi di alam semesta
Planet kita mengitari matahari. Demikian bintang memiliki beberapa planet. Galaksi terlihat karena cahaya bintang bintang, dan isinya adalah planet, blackhole, debu, gas dan lainnya.
Galaksi sangat besar, tapi berapa jumlah galaksi di alam semesta ini.

  • Ilmuwan awalnya memperhitungkan jumlah galaksi mencapai 100 sampai 200 miliar galaksi berada di alam semesta kita.
  • Observasi dari teleskop Hubble dan data observasi lain, diperkirakan jumlah galaksi dengan angka fantastis. 10x lebih besar dari perhitungan sebelumnya, 2 triliun galaksi.
  • Christopher Conselice salah satu rekan penulis makalah tersebut mengatakan masih ada 90% galaksi di alam semesta yang harus dipelajari.
Tahun lalu mereka menghitung dari bentuk galaksi kecil, sedang dan besar. Dan melihat data teleskop Hubble, lalu memperhitungkan perkiraan jumlah galaksi yang belum dapat didapat dilihat. Hasilnya mencapai 2 triliun galaksi hanya di alam semesta kita sendiri.

Ketika alam semesta terbentuk, galaksi yang terbesar mungkin lebih rapat dari saat ini. Melihat mereka sekarang mungkin sebagian besar galaksi menyebar, galaksi lain bisa bergabung bertabrakan menjadi satu galaksi. Galaksi ukuran besar dan sedang lebih mudah dilihat. Tapi galaksi ukuran kecil lebih sukar ditemukan.



Seandainya awal alam semesta kita berasal dari sebuah ledakan besar lalu isinya terlempar keluar dan isi ikut mengembang dan terus saling menjauh. Bentuknya akan seperti balon raksasa yang terus mengembang. Pertanyaan, apakah tidak ada ledakan besar (Big Bang) di tempat lain, dalam arti "apakah tidak ada alam semesta di samping kita".

Atau alam semesta diatas kita, atau balon alam semesta lain di bawah kita bahkan disisi samping bahkan di bagian depan. Bila ditanyakan seperti ini, akan muncul pertanyaan kedua, jangan jangan alam semesta ini semuanya paralel.

Artinya di isi alam semesta ini sebenarnya masih banyak alam semesta lain. Karena alam semesta ini tidak ada ujungnya dan kejadian Big Bang bisa terjadi dimana saja, tentu saja bukan di alam semesta kita sebagai sumber asal dari ledakan besar. Tapi di tempat lain.
Bila kita terus saja terbang sampai ke tepian alam semesta yang luasnya 90 miliar tahun cahaya. Apakah disana hanya ruang hampa yang kosong ?. Jangan jangan setelah melewati batas terjauh, akan bertemu alam semesta lain, dan seterusnya.

Kita tidak akan pernah bisa datang ke tempat yang sangat jauh tersebut. Bahkan untuk melihat saja tidak mungkin, karena begitu jauhnya seperti tanpa ujung. Itulah luas dari alam semesta yang tidak bisa terjawab. Pada akhirnya, manusia bukan hal penting di alam semesta ini. Walau manusia boleh saja menganggap dirinya sangat pintar dibanding mahluk lain. Tapi manusia bukan apa apa dari isi alam semesta ini, bahkan manusia tidak lebih dari sebutir pasir dari seluruh isi alam semesta ini.