Starvard.Starvard.Starvard University · Astronomi
Kenali langit di atas Anda: planet tetangga, kehidupan bintang, lubang hitam, galaksi, dan bagaimana semuanya dimulai. Tanpa teleskop yang dibutuhkan.
Seluruh kursus secara singkat
Dua belas pelajaran, dua belas ide besar.
Dua belas pelajaran
Pelajaran 1
Alam semesta berumur sekitar 13.8 miliar tahun dan setidaknya 93 miliar tahun cahaya lebarnya, dan sebagian besarnya adalah ketiadaan. Jika Matahari adalah kelereng, bintang terdekat akan menjadi kelereng lain sejauh 600 mil, dengan kekosongan di antaranya. Antariksa tidak sebagian besar bintang. Antariksa sebagian besar adalah antariksa.
Trik skala membantu. Cahaya dari Matahari butuh 8 menit untuk mencapai Anda; dari bintang terdekat, lebih dari 4 tahun; dari galaksi besar terdekat, 2.5 juta tahun. Ketika angkanya menjadi konyol, para astronom mengganti satuan: tahun cahaya untuk jarak, dan pangkat sepuluh untuk semua yang lain. Keterampilannya bukan menghafal angkanya. Itu adalah merasakan berapa banyak kekosongan yang duduk di antara cahaya-cahaya itu.
Pelajaran 2
Satu bintang biasa, delapan planet, dan banyak puing sisa. Empat planet dalam kecil dan berbatu (Merkurius, Venus, Bumi, Mars). Empat planet luar adalah raksasa gas dan es (Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus). Di luar Neptunus terletak Sabuk Kuiper, rumah Pluto dan benda es yang tak terhitung jumlahnya, dan jauh di luarnya, Awan Oort, cangkang komet sejauh satu tahun cahaya.
Semuanya mengorbit dalam bidang yang kira-kira sama karena seluruh sistem runtuh dari awan yang berputar. Jupiter adalah penjaganya, gravitasinya membelokkan komet yang mungkin menabrak Bumi. Dan Bumi duduk di zona laik huni, pita tidak terlalu panas, tidak terlalu dingin di mana air cair bisa ada. Lokasi, lokasi, lokasi.
Pelajaran 3
Bulan adalah satu-satunya satelit alami Bumi, sekitar seperempat ukuran Bumi, dan objek yang paling banyak diamati di langit. Ia kemungkinan lahir dalam tabrakan raksasa: benda seukuran Mars menabrak Bumi awal, dan puingnya menyatu menjadi Bulan. Itulah mengapa batuan Bulan sangat mirip dengan kerak Bumi.
Fasenya hanyalah geometri. Bulan tidak berubah; sinar matahari yang mengenainya berubah sudut selagi ia mengorbit. Bulan purnama adalah wajah yang sepenuhnya terang; bulan baru adalah wajah gelap yang menghadap kita. Pasang surut berasal dari gravitasi Bulan yang menarik lautan, dengan Matahari menambahkan tarikan yang lebih kecil. Dan ya, manusia berjalan di atasnya: dua belas astronaut, enam pendaratan, 1969 sampai 1972, dan kita akan kembali.
Pelajaran 4
Matahari menahan 99.86% massa tata surya. Ia adalah bintang paruh baya, berukuran sedang, berumur sekitar 4.6 miliar tahun, memadukan 600 juta ton hidrogen menjadi helium setiap detik. Fusi itu adalah sumber hampir semua energi di Bumi: sinar matahari, cuaca, makanan, bahan bakar fosil (sinar matahari kuno), semuanya.
Dalam sekitar 5 miliar tahun ia akan kehabisan hidrogen, mengembang menjadi raksasa merah yang kemungkinan menelan Bumi, lalu melepaskan lapisan luarnya dan menetap sebagai katai putih, perlahan mendingin selamanya. Jangan khawatirkan rencana pensiun Anda. Hargailah bahwa setiap hari yang hangat adalah bintang yang melakukan fusi nuklir sejauh 93 juta mil, hanya untuk Anda.
Pelajaran 5
Bintang lahir ketika awan gas runtuh di bawah gravitasi sampai intinya cukup panas untuk fusi. Bintang kecil seperti katai merah menyesap bahan bakarnya dan bisa terbakar selama triliunan tahun. Bintang besar hidup cepat dan mati muda, membakar bahan bakarnya dalam jutaan tahun dan berakhir dalam ledakan supernova yang spektakuler.
Ledakan itulah mengapa Anda ada. Fusi membangun unsur sampai besi; supernova menempa semua yang lebih berat dan menyebarkannya ke seluruh antariksa. Kalsium di tulang Anda, zat besi di darah Anda, emas di cincin: semuanya dibuat di bintang yang sekarat. "Kita adalah debu bintang" bukanlah puisi. Itu adalah kimia.
Pelajaran 6
Cahaya bepergian cepat (186,000 mil per detik) tetapi tidak seketika. Sinar matahari berumur 8 menit ketika mengenai Anda. Cahaya bintang terdekat berangkat lebih dari 4 tahun yang lalu. Ketika Anda melihat galaksi sejauh 10 miliar tahun cahaya, Anda melihatnya sebagaimana ia 10 miliar tahun yang lalu, ketika alam semesta masih muda. Astronomi adalah satu-satunya ilmu di mana masa lalu terlihat secara langsung.
Beginilah juga cara kita mengetahui sejarah alam semesta. Galaksi jauh terlihat lebih muda dan lebih berantakan, persis seperti yang diharapkan jika alam semesta berevolusi seiring waktu. Latar gelombang mikro kosmik, panas redup sisa dari Dentuman Besar, terlihat di setiap arah: pijar sisa penciptaan, yang mendingin selama 13.8 miliar tahun hingga sedikit di atas nol mutlak.
Pelajaran 7
Galaksi adalah kota gravitasi berisi miliaran bintang, ditambah gas, debu, dan materi gelap. Mereka datang dalam bentuk: spiral seperti Bima Sakti kita, elips (gumpalan bundar bintang tua), dan tidak beraturan (yang berantakan). Bima Sakti menahan 100 sampai 400 miliar bintang, dan ia adalah satu dari perkiraan dua triliun galaksi di alam semesta yang teramati.
Galaksi bertabrakan dan bergabung, dan punya kita akan begitu: dalam sekitar 4 miliar tahun Bima Sakti dan Andromeda akan bertabrakan menjadi elips raksasa baru. Bintang-bintang begitu jauh terpisah sehingga sedikit yang benar-benar bertabrakan; galaksi-galaksi sebagian besar akan saling menembus dan menetap. Kekerasan kosmik, yang dilaksanakan dengan sopan.
Pelajaran 8
Lubang hitam adalah yang tersisa ketika bintang yang sangat masif runtuh: begitu banyak massa dalam ruang yang begitu kecil sehingga gravitasi mengalahkan segalanya, bahkan cahaya. "Cakrawala peristiwa" adalah titik tanpa kembali. Di dalamnya, semua jalur mengarah ke dalam. Mereka bukan penyedot debu kosmik; dari kejauhan, gravitasi lubang hitam hanyalah gravitasi. Anda bisa mengorbitnya dengan aman, seperti planet mengorbit bintang.
Kami telah memotret dua di antaranya: raksasa di galaksi M87 dan Sagittarius A*, yang di pusat galaksi kita sendiri, empat juta kali massa Matahari. Gambarnya menunjukkan gas panas bercahaya yang membengkok di sekitar bayangan gelap, persis seperti yang diprediksi matematika Einstein seabad sebelumnya. Teori lebih dulu, foto kemudian: sains dalam bentuk terbaiknya.
Pelajaran 9
Sampai 1992, kami tidak mengetahui satu pun planet di luar tata surya kami. Sekarang kami mengetahui lebih dari 5,000, dan jumlahnya naik setiap bulan. Kami menemukannya dengan mengamati bintang bergoyang (tarikan gravitasi), meredup (planet melintas di depan), atau dengan pencitraan langsung. Ragamnya liar: Jupiter panas yang terpanggang di dekat bintangnya, dunia laut, planet berlian, planet dengan dua matahari.
Perburuan besar adalah planet mirip Bumi di zona laik huni, dan untuk tanda biologis: gas di atmosfer yang mungkin dihasilkan kehidupan. Kami telah menemukan kandidat yang menjanjikan tetapi belum ada kehidupan yang terkonfirmasi. Jawaban jujur untuk "apakah kita sendirian" masih "kami tidak tahu," tetapi untuk pertama kalinya dalam sejarah kami punya alat untuk benar-benar memeriksa.
Pelajaran 10
Alam semesta dimulai panas, padat, dan kecil sekitar 13.8 miliar tahun yang lalu dan telah mengembang dan mendingin sejak itu. Itulah Dentuman Besar: bukan ledakan DI antariksa, melainkan pengembangan antariksa itu sendiri. Buktinya tiga: galaksi menjauh ke segala arah, pijar panas sisa ke segala arah, dan jumlah hidrogen dan helium yang teramati sesuai dengan prediksinya.
Bagian anehnya: pengembangannya semakin cepat, didorong oleh sesuatu yang kami sebut energi gelap, yang membentuk sekitar 68% dari segalanya dan yang tidak dipahami siapa pun. Tambahkan materi gelap (27%, juga misterius) dan ternyata kami memahami sekitar 5% isi alam semesta. Kalimat paling jujur dalam kosmologi adalah "kami tidak tahu," dan ia melakukan banyak pekerjaan.
Pelajaran 11
Anda tidak butuh teleskop. Mulai dengan Bulan: bahkan teropong murah mengungkapkan kawah dan pegunungan. Pelajari beberapa rasi bintang sebagai penanda: Biduk, Orion, Cassiopeia. Planet adalah "bintang" terang yang tidak berkelip; Venus, Mars, Jupiter, dan Saturnus semuanya terlihat dengan mata telanjang pada waktu yang tepat.
Jauhi lampu kota jika bisa; kegelapan adalah peningkatan termurah. Biarkan mata Anda beradaptasi selama 20 menit. Gunakan aplikasi peta langit gratis untuk mengidentifikasi apa yang Anda lihat. Dan seringlah melihat ke atas. Langit adalah satu-satunya layar yang tidak pernah perlu diisi daya dan telah menjalankan pertunjukan hebat yang sama selama miliaran tahun.
Pelajaran 12
Inilah perbatasannya, hal-hal yang membuat para astronom terjaga di malam hari. Apa itu materi gelap? Apa itu energi gelap? Apakah alam semesta punya awal yang sejati, atau berputar? Apakah kita sendirian? Apakah ada kehidupan lain, cerdas atau bukan, di mana pun di dua triliun galaksi itu? Setiap pertanyaan punya orang pintar, teleskop besar, dan petunjuk parsial.
Bagian terbaiknya: ini adalah pertanyaan yang bisa dijawab, atau setidaknya bisa didekati. Teleskop baru akan datang online yang akan memetakan alam semesta awal, mengendus atmosfer eksoplanet, dan mungkin, hanya mungkin, menemukan bahwa kita tidak sendirian. Anda mempelajari dasarnya dalam sebelas pelajaran. Pelajaran kedua belas adalah undangan: teruslah menonton. Alam semesta masih menceritakan kisahnya.
Wisuda
Tiga belas koma delapan miliar tahun, dua triliun galaksi, satu bintang biasa dengan delapan planet, dan spesies debu bintang yang belajar melihat ke atas dan bertanya. Itulah kisahnya sejauh ini, dan Anda sekarang tahu bab-bab utamanya. Pergi ke luar malam ini, temukan Bulan, dan ingat: cahayanya berangkat sedetik yang lalu, cahaya bintang berangkat bertahun-tahun yang lalu, dan beberapa foton itu telah bepergian sejak sebelum manusia ada. Seringlah melihat ke atas.
Terus belajar
Kursus ini adalah bagian dari Starvard University, yang berjuang meraih kehebatan.
Catatan tentang ketepatan: Sebagian besar dari yang Anda baca di Starvard dibuat dengan bantuan agen AI, yang bekerja bersama manusia. Kami memeriksa apa yang bisa kami periksa, tetapi kami tidak dapat menjamin bahwa semua yang ada di sini benar, terkini, atau lengkap. Jika ada hal yang benar-benar penting, kesehatan Anda, uang Anda, nilai, pekerjaan, mohon periksa kebenarannya dengan sumber tepercaya sebelum Anda mengandalkannya.
Diterjemahkan secara otomatis ke Bahasa Indonesia. Peninjauan oleh penutur asli sedang dalam proses.