Berapa jarak 1 tahun cahaya bisa dihitung dalam satuan kilometer

Kalau di tanya berapa jauh sih jarak 1 tahun cahaya itu.

Bukan berarti satu sinar menempuh perjalanan 1 tahun lalu jaraknya menjadi sangat jauh lalu tidak bisa dihitung lagi.


Cahaya memiliki kecepatan, sama seperti frekuensi radio memiliki kecepatan jarak tempuh. Dan dapat dihitung satuannya, kecepatannya dan jarak tempuh dalam satuan km.
Kecepatan cahaya adalah konstan (memiliki simbol c) ketika melintas di ruang hampa (antariksa).

Cahaya merupakan spektrum, seperti kita melihat warna di layar computer dan smartphone memiliki warna biru atau merah.

Kita sering membaca pelajaran astronomi, ukuran galaksi atau jarak dari satu bintang ke bumi dan lain. Umumnya dihitung berdasarkan jarak satuan tahun cahaya.

Galaksi terdekat Andromeda dihitung dengan jarak 2,53 juta tahun cahaya dari galaksi kita Bima Sakti.

Atau yang lebih dekat, cahaya bintang di malam hari yang terlihat, bintang paling dekat  deh , bintang Proxima Centauri  memiliki jaraknya 4,4 tahun cahaya dari Bumi.

Lalu apa hubungannya dengan jarak dan tahun cahaya

Kita akan bertanya lagi, mengapa jarak dihitung dalam cahaya.
Lalu bagaimana menghitung kecepatan cahaya, bahkan satu pertanyaan mengapa dihitung dalam satuan waktu  "tahun cahaya".
Kecepatan cahaya atau lintasan cahaya dapat dihitung dalam satuan km.

Perbedaannya dari kecepatan lainnya, lintasan cahaya atau frekuensi sinyal radio sangat cepat sekali.

• Seperti kita melempar sebuah batu dapat dihitung dengan waktu dan jarak serta kecepatan. Lemparan batu dapat dihitung dari kecepatan perdetik dan jarak tempuh sampai batu jatuh.
• Sama seperti kecepatan kendaraan, pesawat, roket bahkan peluru dapat dihitung kecepatan, termasuk waktu tempuh dalam km perdetik, km perjam atau satuan Mach untuk pesawat.
• Demikian juga kecepatan cahaya dan sinyal radio, hanya kecepatan yang satu ini mewakili satuan kecepatan tercepat.
  

3 satuan digunakan dalam bidang astronomi

• LY Light Year, atau satuan kecepatan cahaya (simbol ly) menjadi satuan jarak yang dipakai di bidang astronomi. Menjadi ukuran nomor 2 paling singkat untuk jauhnya dan paling cepat dalam satuan jarak tempuh dan satuan waktu. Mengukur perubahan spektrum cahaya yang ditangkap oleh teleskop
  
• PC satuan paling singkat pertama adalah Parsec (pc). Untuk menghitung dalam sudut segitiga yang memerlukan 1 objek, tapi harus dihitung dalam 2 sudut dalam 6 bulan.
• AU satuan nomor tiga dengan jarak terjauh dari satuan astronomi unit (satuan au - jarak matahari dan bumi). Umumnya digunakan untuk jarak benda di sekitar tata surya, seperti planet. Atau jarak sebuah pesawat ruang angkasa setelah pergi meninggalkan Bumi.
• Z atau z Redshift, umum digunakan untuk melihat galaksi terjauh, hitungan umum setara miliar tahun cahaya. Dihitung dari pergeseran spektrum warna. 1z setara 10 miliar tahun cahaya (10billion ly), tapi setiap pergeseran angka z memiliki jarak berbeda dan bukan kelipatan.
  

Ketiga satuan tersebut paling umum digunakan satuan jarak di dunia astronomi dan ruang angkasa. Tapi paling mudah adalah ly (light year) atau satuan cahaya dalam setahun. Karena yang dihitung adalah jarak bintang di sekitar galaksi kita sendiri, sampai galaksi yang sangat jauh disana

Astronom mengunakan kecepatan cahaya sebagai satuan kedua yaitu ly.
Untuk mempersingkat jumlah jarak dalam jumlah angka serta memasukan satuan waktu dalam jarak yang diukur.

Seperti menghitung jarak sebuah bintang, galaksi dan lainnya umumnya mengunakan jarak tahun cahaya.
Perbedaan perhitungan Light Year tidak dilihat dari redup terangnya cahaya.

Cara menghitung Ly melihat dari perubahan panjang spektrum cahaya yang sampai di bumi, dan ditulah dapat diperkirakan atau dihitung jarak sumber cahaya tersebut.

Untuk pembanding pada gambar diatas

• Jarak matahari ke bumi sekitar 149 juta km, atau setara satuan 1 AU. (Dalam satuan unit astronomi = AU)
• Sedangkan 1 tahun cahaya (ly) =  63240 AU. Atau sama dengan 63.240 AU x 149 juta km. Setara 9.422.760.000.000 km ketika cahaya melintas dalam waktu satu tahun.
  

Berapa jarak 1 tahun cahaya sebenarnya

• 1 ly = sekitar 10 triliun km (pembulatan), lintasan cahaya selama setahun
• Nah baru terlihat jarak yang bisa kita mengerti. Artinya 1 ly mewakili waktu ditempuh cahaya (foton) selama 1 tahun yang melintas dan menempuh jarak 10 triliun km. Anggap saja seseorang hari ini menyalakan sebuah lampu laser yang sangat kuat selama setahun. Ujung cahaya tersebut akan terus menembus ruang angkasa dan menempuh (mencapai) jarak 1 ly atau 10 triliun km setelah 1 tahun.
  
• Angka tersebut diambil dari jarak tempuh sebuah cahaya yang melintas di ruang hampa selama satu tahun Julian (365 hari). Hemm angkanya jadi banyak dan mulai tidak ilmiah, tapi cahaya relatif melintas secara konstan di ruang angkasa.

Sederhananya bila kita menyalakan lampu di rumah, maka kurang dari 1 detik lampu akan terlihat menyala pada mata kita.
Karena jarak lampu di rumah tidak terlalu jauh dengan mata kita.
Walau kenyataannya, waktu lampu dinyalakan baru terlihat di mata kita tidak bersamaan, terdapat perbedaan sepersekian detik sampai terlihat cahayanya menyala di mata kita.

Tapi melihat cahaya bintang yang jaraknya 4 ly (4 tahun cahaya), bila bintang disana baru dinyalakan seperti lampu.
Sementara disaat yang sama kita terus menatap ke arah bintang tersebut.

Cahaya bintang baru kita lihat setelah 4 tahun kemudian oleh mata kita di Bumi.

Sekarang lebih jelas untuk jarak 4 tahun cahaya, maka cahaya baru sampai 4 tahun barulah kita melihat. Sehingga disebut juga dengan waktu tahun cahaya.

Perhitungan PC untuk mengukur jarak.
Dibawah ini adalah satuan lebih singkat disebut Parsecs dengan simbol pc.




Satuan pc banyak digunakan untuk mengukur jarak sebuah benda yang dekat dengan bumi. Satuan pc lebih umum untuk menghitung jarak sebuah cahaya seperti bintang di dalam galaksi kita, lalu dikembalikan ke angka satuan ly.

Jadi perhitungan jarak dengan pc, seorang astronom minimal membutuhkan setengah tahun dari putaran bumi terhadap matahari, tujuannya untuk membentuk sudut segitiga dalam perhitungan paralak.

Mengapa perlu dihitung dalam sudut segitiga, bila sebuah benda dalam bentuk cahaya begitu jauhnya. Kita tidak bisa memperkirakan seberapa jauh keberadaan benda bercahaya tersebut dengan pengamatan langsung. Karena hanya cahayanya saja yang terlihat. Seperti kita melihat seseorang menyalahkan senter di malam hari, kita tidak bisa memperkirakan berapa jauhnya orang tersebut dengan satu sudut pandang saja. Setidaknya kita harus bergeser tegak lurus dari 2 titik berbeda dan membentuk sudut segitiga untuk menentukan keberadaan teman kita.

Untuk astronomi perlu melakukan pengamatan 1/2 tahun dalam perhitungan sudut segitiga.
Masalahnya bagaimana astronomi di Bumi membuat sudut segitiga. Sudut segitiga hanya dapat dilakukan dengan pengamatan dari putaran orbit bumi. Dan membutuhkan waktu setengah tahun agar posisi bumi bisa berada pada 2 titik berbeda.

Untuk jarak dalam astronomi lebih umum mengunakan jarak tahun cahaya atau ly. Jadi tahun cahaya bisa dihitung dan mewakili satuan ukuran jarak termasuk ukuran waktu. Dengan demikian, kecepatan cahaya dapat ditentukan dengan persamaan lain seperti jarak dalam satuan km.

Seberapa cepat kecepatan cahaya dibanding kecepatan lain
Untuk membayangkan, ambil contoh jarak Bumi ke Bulan adalah 380.000km.
Dengan perbandingan jarak tersebut maka dapat dihitung dalam satuan waktu tempuh mencapai ke Bulan.

Kecepatan cahaya mencapai ke bulan dalam waktu 1,3 detik
Elektron 2,9 menit
Kecepatan pesawat roket 14 jam dengan bahan bakar bekerja penuh.
Suara 13 hari.
Jet komersil 18 hari. Jarak 380.000km / 18 hari = menempuh 21111 km perhari nonstop ke Bulan, dimana pesawat jet memiliki kecepatan sekitar 900km perjam.

Kereta bawah tanah 220 hari.

Tetapi apa hubungannya dengan cahaya, waktu, menjadi satuan tahun cahaya, perlahan dibahas selanjutnya dibawah ini.

Kita ambil dalam satuan waktu paling kecil seperti Detik.

Sekarang bisa diketahui mengapa digunakan satuan ly atau tahun cahaya dapat mempersingkat satuan jarak.
Tidak mungkin menulis jarak satu bintang harus ditulis untuk jarak 4 tahun cahaya menjadi 40.000.000.000.000 km.
Itu baru satu bintang terdekat. Bila jarak galaksi 2.5 juta tahun cahaya harus di kalikan 10 triliun km. Angka 0 akan sangat ramai sekali.

Satu penjelasan mengapa digunakan tambahan satuan tahun cahaya.
Karena analisa satuan cahaya dapat disatukan dengan satuan waktu. Jarak tempuh cahaya tidak hanya sebagai satuan jarak. Dapat juga di perumpamakan sebagai satuan waktu (masa lalu). Misalnya kita melihat sebuah objek seperti satu bintang, jaraknya 1 tahun cahaya. Diartikan


Masuk akal atau tidak, sebuah cahaya melintas selama 1 tahun ?.

Mengapa begitu lama, sampai cahaya membutuhkan waktu berjuta juta tahun bahkan miliaran tahun perjalanan sampai terlihat di Bumi ?
Mengapa begitu lama cahaya bisa terlihat sampai menunggu selama satu tahun ?

Jawabannya - karena alam semesta sangat luas.

Hemm jadi tidak masuk akal, tapi itu yang benar.
Lagi lagi kenyataannya seperti itu di dunia astronomi, kita hanya bisa melihat benda dalam bentuk cahaya yang dilihat oleh mata kita sampai peralatan teleskop dan sensor camera. Itulah perumpamaan yang dimaksud, setahun dalam kecepatan cahaya yang berhubungan dengan satuan waktu.


Apakah benar foto galaksi Andromeda yang dibuat hari ini adalah gambar 2.4 juta tahun lalu yang ada disana
Benar , karena cahaya yang terlihat di foto adalah gambar dari cahaya yang datang sangat terlambat karena begitu jauhnya untuk sampai terlihat ke bumi.

Bila hari ini terjadi sesuatu di galaksi Andromeda, entah karena apa galaksi tersebut seperti lenyap, hancur atau bertabrakan dengan galaksi lain. Hari ini kita masih bisa mengabadikan galaksi Andromeda yang sama bahkan, esok hari, bulan depan, tahun depan, 100 tahun lagi atau 2 juta tahun lagi. Bentuk galaksi Andromeda yang kita lihat dan fotonya tetap sama seperti hari ini.

Tapi 2,4 juta tahun lagi dari sekarang, baru kita bisa melihat apa yang sebenarnya terjadi disana.

Atau sebuah bintang yang jaraknya 4 tahun cahaya, hari ini kita masih melihat bintang itu ada diatas langit.
Tiba tiba bintang disana meledak hari ini dan bintang tersebut hancur.
Kita tetap melihat bentuknya akan sama, sampai 4 tahun ke depan dan gambarnya tetap saja sama seperti gambar yang dilihat pada hari ini.
Setelah 4 tahun nanti, baru kita ketahui bintang sudah mengalami proses meledak, lenyap atau sudah tidak ada lagi.


Untuk tepatnya, 1 tahun cahaya / 1 light year dapat di ukur dengan satuan unit dibawah ini

• 1 light-year = 9.460.730.472.580.800 meter sebagai angka yang tepat
• 1 light-year = 9.460.730.472.580 kilometer (9,46 triliun km)
• 1 light-year = 5,878625 triliun mil
• 1 light-year = 63241 astronomical unit (AU) atau 63241,077 kali jarak dari bumi ke matahari
• 1 light-year = 0,306601 parsec ( pc ).
  

Setelah membayangkan galaksi Andromeda dahulu yang sudah bicara antar jarak galaksi atau jarak sebuah cahaya bintang di malam hari. Kita mundur sedikit.
 
Ambil contoh paling dekat dan masuk akal, cahaya Matahari. Jarak matahari ke bumi 149.600.000km.
Apakah kita melihat cahaya matahari dengan waktu yang sama disana.
Seperti kita menyalakan lampu dirumah dan terlihat seperti waktu bersamaan.
Cahaya matahari ke bumi baru sampai 8 menit ke mata kita, atau berbeda waktu 480 detik sampai ke bumi.

Hitung saja, 149.600.000km (jarak bumi dan matahari) dibagi, kecepatan cahaya 300.000km perdetik.


Bila matahari dianggap sebagai lampu. Ketika lampu matahari dinyalakan, maka sinar lampu matahari yang menyala baru terlihat 8 menit nanti di bumi. Mengapa cahaya matahari begitu lama sampai ke bumi. Ingat kembali, cahaya adalah spektrum warna atau foton. Sama seperti frekuensi radio yang membutuhkan waktu dalam perjalanan atau melintas.

Kecepatan frekuensi radio dan spektrum warna dapat dihitung kecepatannya serta membutuhkan waktu tempuh. Beberapa benda seperti galaksi, cahaya begitu sampai ke Bumi, karena jauuuuh dan cahaya membutuhkan waktu ketika melintas.

Sekarang dibalik apa benar waktu yang dibutuhkan sebuah perjalanan cahaya dengan jarak 9 triliun km membutuhkan waktu satu tahun.
Perjalanan satu tahun cahaya dihitung dalam satu tahun (365 hari).

Untuk mudahnya dapat dihitung mundur untuk mendapatkan angka tepat waktu perjalanan cahaya dalam satu tahun.

• 1 tahun cahaya = 9,4 triliun km (lintasan cahaya selama setahun)
  
• 1 detik kecepatan cahaya = 311666km/detik
  
• 1 tahun cahaya melakukan perjalanan = 9.000.000.000.000 km dibagi 311.666 km/detik. (pembulatan)
  
• Total waktu perjalanan cahaya dalam detik  = 28.877.067 detik (9.000.000.000.000 dibagi 311.666km / detik)
  
• 1 tahun cahaya memerlukan waktu = 28.877.678 detik = 481.284 menit = 8.021 jam = 334 hari, kira kira mendekati 1 tahun

Jadi satu tahun cahaya adalah waktu perjalanan cahaya melintas selama satu tahun. Atau lintasan cahaya sejauh 9,4 triliun km selama 365 hari. Sekarang lebih masuk akal bila melihat perhitungan diatas. Pada akhirnya menjawab penjelasan diatas, mengapa tahun cahaya berhubungan dengan satuan waktu.

Seberapa jauh untuk jarak 1 tahun   cahaya 

Seandainya manusia mampu melakukan perjalanan sampai ke sebuah bintang yang jaraknya 1 tahun cahaya saja. Berapa waktu yang dibutuhkan untuk melintas sejauh 1 tahun cahaya dengan teknologi yang dimiliki saat ini.

Untuk memperkirakan berapa waktu tempuh bila mengunakan peralatan dari bumi.

• Seandainya seseorang pergi ke sebuah bintang yang jaraknya 1 tahun cahaya. Harus menempuh perjalanan selama 50 juta tahun dengan mobil kecepatan 80km perjam nonstop.
• Satelit ruang angkasa Voyager yang bergerak dengan kecepatan 70 ribu km perjam baru mencapai jarak 1 tahun cahaya setelah melakukan perjalanan 80 ribu tahun. Itupun belum sampai ke bintang paling dekat yang jaraknya 4,4 tahun cahaya..
  
• Bila ada mahluk hidup memberikan tanda sinar pada jarak 1 tahun cahaya (10 triliun km). Maka cahaya dari sana baru terlihat di bumi tahun depan.
  

Setelah melihat ukuran, angka km dan waktu dari satu tahun cahaya. Lebih mudah di mengerti seberapa jauh jarak satu tahun cahaya tersebut dan menjawab hubungan jarak tahun cahaya dengan waktu. Sekarang lebih mudah di mengerti seberapa besar ukuran galaksi Bima Sakti dimana bumi berada.

Sebesar apa galaksi kita 

Galaksi Bima sakti memiliki rentang lebih dari 100 ribu tahun cahaya dengan tebal sekitar 2 ribu tahun cahaya. Wah sebuah galaksi ternyata besar sekali.

Memang sangat besar dan luas. Itu baru berbicara sebuah galaksi kita.
Berapa banyak bintang yang bercahaya seperti matahari di galaksi kita ini.
Angkanya fantastis, jumlahnya diperkirakan 200 - 400 miliar bintang dan mungkin lebih. Itu perkiraan, jumlahnya belum dapat ditentukan.

Lalu berapa jumlah planet yang mengitari di milaran bintang di galaksi kita, ini susah dijawab. Matahari kita saja dikelilingi oleh 8 planet besar. Matahari adalah salah satu bintang yang bersinar.

Bila ada sebuah bintang, mungkin ada beberapa planet lain disana. Berapa jumlah planet, saat ini tidak bisa dihitung. Karena planet dilihat dengan mudah. Mengapa tidak bisa dilihat, karena planet tidak memiliki cahaya seperti bintang.

Angka pada peta yang tertulis dibawah ini, masing masing adalah jarak dalam tahun cahaya. Posisi bumi memang amat berjauhan dengan benda lain, walau ada benda angkasa lain seperti planet dan matahari diluar tata surya kita. Jarak antara planet, bintang dan benda angka lainnya diluar tata surya kita sendiri dapat mencapai ribuan tahun cahaya.

Jarak tata surya (termasuk bumi) kita memiliki jarak 28 ribu tahun cahaya ke inti tengah galaksi. Tata surya kita termasuk Bumi, Matahari dan planet lainnya ada di bagian tengah lingkaran galaksi (di lengan Orion galaksi). Dibelakang tata surya kita masih ada lagi tata surya lain. Jadi sebuah galaksi saja sudah sangat luas. Bagaimana dengan alam semesta ini. Seorang ilmuwan Inggris hanya bisa mengatakan alam semesta ini sangat sangat sangat besar dan luas, capek dehh.

Pada gambar terlihat posisi matahari (termasuk bumi) "Our Solar System" berada di gambar tengah bawah.



Dimana gambar diatas, sebenarnya ada di atas langit kita setiap malam.
Hanya mata kita sulit melihat garis galaksi kita sendiri Bima Sakti seperti dalam video dibawah ini.
Dengan camera, dan sensor lebih sensitif maka begitu banyak titik akan terlihat. Jangan tanyakan berapa jumlah bintang yang tertangkap camera.
Pada durasi 1:00, kita dapat melihat cahaya yang kecil atau begitu banyak bintang berputar bersamaan.






Bila manusia di bumi hanya bisa melihat dengan jelas bintang matahari. Apakah tidak ada benda yang dekat dengan kita. Masih banyak benda lain yang bersinar (disebut bintang) di dekat tata surya, tapi dimana mereka dan berapa jauh dari bumi. Bagaimana bintang paling dekat yang kita lihat bercahaya dimalam hari. Apakah cahaya bintang tersebut jaraknya memang dekat dan manusia bisa pergi kesana.

Selanjutnya melihat bintang di langit , bintang tersebut masih tetangga matahari walau terlihat dekat tapi jaraknya