Gambar 1. Kapan ya bisa jalan-jalan di Bulan

Mungkin semua pembaca pernah melihat foto dan video pendaratan manusia di Bulan. Seperti apa sih bulan yang terbayang dari foto-foto itu? Pada umumnya, kesan yang bisa kita dapatkan adalah Bulan itu kering, berdebu, sepi dan terisolasi dari mana-mana seperti gurun. Mungkin bisa dikatakan lebih parah daripada gurun deh.

Tapi, tahun ini wajah Bulan di mata ilmuwan (dan kita) telah berubah! Emangnya kenapa sih? Si Bulan lagi seneng-senengnya dandan ya makanya wajahnya berubah? Hehe… Bukan itu, tapi pandangan kita bahwa Bulan itu kering ternyata kurang tepat. Dimulai sejak September lalu, dari data Chandrayaan-1, Cassini dan Deep Impact telah ditemukan bukti meyakinkan bahwa terdapat air di permukaan Bulan. Sayang jumlahnya sangat sedikit. Dari satu ton tanah Bulan hanya terdapat satu sendok teh air (ini teh air?). Wah, ini sih lebih kering daripada yang namanya gurun terkering di bumi (yup, tanah gurun di bumi juga mengandung air!). Wajar saja, mengingat Bulan terbombardir oleh sinar matahari tanpa adanya lindungan atmosfer seperti bumi.

Kalau begitu Bulan beneran kering dong? Eittsss… tunggu dulu, ada bagian Bulan yang selalu terlindung oleh sinar matahari. Di mana tuh? Bagian dasar dari kawah-kawah di kutub Bulan tidak pernah mendapat sinar matahari selama milyaran tahun! Sejak lama hipotesa bahwa terdapat air di kawah Bulan beredar. Namun belum ada bukti nyata bahwa air tersebut benar-benar ada.

Pada tanggal 13 November 2009 (atau 14 November 2009 waktu Indonesia), peneliti LCROSS mengumumkan bahwa terdapat air dalam jumlah yang cukup banyak di kawah Bulan. LCROSS, singkatan dari Lunar Crater Observation and Sensing Satellite, merupakan wahana luar angkasa NASA yang ditujukan untuk menghujam Bulan pada tanggal 9 Oktober lalu. Bagaimana cara LCROSS menghujam bulan untuk mendapatkan air? Jadi LCROSS terdiri dari dua bagian, bagian pertama yang disebut Centaur menghujam kawah Cabeus terlebih dahulu dengan kecepatan lebih dari 10.000 km/jam sehingga menimbulkan semburan tanah dan air sebanyak 350 ton dan setinggi 10 km! Kemudian satelit induk LCROSS melewati semburan tanah tadi dan mecoba “mengendus” keberadaan air dengan menggunakan spektrometer.

Gambar 2. Akibat perbuatan LCROSS Centaur

Berapa banyak air yang ditemukan oleh LCROSS? Tim LCROSS mengatakan bahwa mereka menyatakan bahwa mereka menemukan sedikitnya 95 liter air yang tersembur, wow! Dan itu hanya pada bagian yang berhasil tersembur dan terdeteksi, mungkin masih banyak lagi air yang terdapat di bagian kawah yang belum terdeteksi. Dalam jumpa persnya, tim LCROSS mengatakan bahwa masih perlu dilakukan analisis lebih mendalam lagi tentang jumlah air di bulan. Namun mereka memastikan bahwa setidaknya kawah bulan yang teramati tersebut masih lebih basah dari gurun pasir! Wah, benar-benar mengubah cara pandang kita tentang bulan ya.

Wah, keren ya! Bukan cuma ilmuwan loh yang merayakannya, bahkan Google pun ikut merayakannya. Perlukah kita merayakannya? Ya! Kita merayakan bahwa satu misteri alam semesta telah terkuak. Masih banyak lagi misteri alam yang menunggu para ilmuwan termasuk kita untuk ditemukan. Jadi, yang semangat belajarnya, hehe..

Sudah puas dengan kebingungan dalam mencocokkan gambar?
Biar enggak tambah bingung, ini dia kunci jawabannya…

Nomor gambar:

• Gambar 1:
  Walaupun yang terlihat adalah cincin dari planet Saturnus, tapi titik putih-biru di pusat gambar adalah Bumi! Gambar ini diambil oleh wahana angkasa Cassini yang sedang mengorbit Saturnus. Jadi, jarak antara kamera dengan Bumi ketika diambilnya gambar ini adalah 1,4 juta kilometer!
• Gambar 2:
  Gambar matahari terbenam yang indah ini diambil bukan dari sebuah pantai, tapi dari sebuah kawah di planet Mars. Gambar ini diambil dari kawah Gusev oleh robot Spirit yang hingga kini masih menjelajahi planet Mars.
• Gambar 3:
  Nah! Kalau gambar yang ini adalah gambar asteroid Ida. Kalau diperhatikan baik-baik, anda akan melihat satelit dari asteroid Ida yang bernama Dactyl. Gambar ini, yang diambil oleh wahana angkasa Galileo, merupakan gambar pertama yang membuktikan bahwa terdapat asteroid yang memiliki bulan/satelit. Saat ini dikenal beberapa asteroid memiliki bulan.
• Gambar 4:
  Spons? Bukan, tapi gambar dari Hyperion yang diambil oleh wahana angkasa Cassini. Bentuknya menarik, bukan?
• Gambar 5:
  Gambar ini diambil oleh wahana angkasa Huygens. Ini adalah gambar permukaan Titan. Bebatuan yang terlihat bukan bebatuan dari silikat seperti kebanyakan batuan di Bumi melainkan es batu! (air yang membeku). Para ilmuwan percaya bahwa Titan memiliki danau dan sungai seperti di Bumi, namun bedanya yang mengalir di Titan bukan air, melainkan metana.
• Gambar 6:
  Ini adalah gambar dari planet Merkurius yang diambil dari wahana angkasa Messenger pada Januari 2008. Messenger adalah misi pertama ke planet Merkurius semenjak misi terakhir yakni Mariner 10 pada tahun 1975 (33 tahun yang lalu!)
• Gambar 7:
  Bulan sabit? Bukan, gambar ini menunjukkan fase sabit dari Venus. Fakta bahwa Venus memiliki fase adalah salah satu kunci penting yang digunakan oleh ilmuwan untuk mematahkan teori geosentris.
• Gambar 8:
  Gambar ini adalah sisi Bulan yang tidak pernah kita lihat. Karena begitu besarnya pengaruh gaya gravitasi Bumi pada Bulan, kita hanya dapat melihat satu sisi dari bulan saja. Gambar ini diambil oleh astronot Apollo 16.
• Gambar 9:
  Gambar ini adalah gambar dari Io yang diambil oleh wahana angkasa Galileo pada panjang gelombang inframerah. Io memiliki aktivitas vulkanis (gunung berapi) yang dapat kita lihat pada sisi kiri gambar.
• Gambar 10:
  Gambar ini adalah gambar dari Iapteus yang diambil oleh wahana angkasa Cassini. Iapteus memiliki sifat yang unik yakni kontras permukaan yang sangat tinggi, salah satu sisi dari Iapetus sangat terang dan sisi yang lain sangat gelap.

Bagaimana? Masih penasaran?

Tahukah kamu, bahwa saat ini planet Mars sedang dijelajahi oleh dua makhluk kembar?
Wah? Beneran tuh? Bukankah belum ada bukti tentang kehidupan di Mars? Kok sudah ada makhluk di Mars? Jangan-jangan yang ada di Mars itu makhluk halus! iiihhhhh… ceyem (baca: menyeramkan)…

Hehe… Sebelum berfantasi dengan hal yang aneh-aneh, mari kita berkenalan dulu dengan dua makhluk yang disebutkan tadi. Sesuai namanya, panggil makhluk kembar ini dengan Spirit dan Opportunity.

Dari tadi “makhluk” melulu, apaan sih sebenarnya?
OK. “Makhluk” kembar ini merupakan kendaraan/robot yang dikirim dari Bumi ke Mars untuk menjelajahi Mars dan melakukan penelitian ilmiah di sana, antara lain untuk mencari tanda-tanda keberadaan air di Mars.

Gambar 1. Gambar dari Spirit, gabungan antara foto diri dan rekayasa artis.

Tapi, kenapa disebut “makhluk” sih? Padahal mereka cuma benda mati.
Eits! Tunggu dulu… Yang membedakan antara kedua kendaraan tersebut dengan benda mati biasa adalah mereka memiliki kecerdasan buatan (Artificial Intelligence).

Untuk apa kecerdasan buatan?
Begini… Jarak Bumi dan Mars bervariasi antara 5 AU (Astronomical Unit) hingga 2.5 AU, bergantung pada posisi Bumi dan Mars. Artinya, komunikasi dua arah antara Bumi dan kendaraan tersebut akan mengalami penundaan selama 8 hingga 40 menit (cahaya memerlukan waktu sekitar 8 menit untuk menempuh jarak 1 AU ). Nah, kendaraan Spirit dan Opportunity bergerak dengan kecepatan sekitar 5 cm/s. Cukup lambat, namun dalam waktu 8-40 menit mereka sudah bergerak sejauh 24-120 meter. Jika mereka menemui bahaya (misalnya lubang atau batu yang besar) pada jarak beberapa meter di depan mereka, maka akan sangat terlambat sekali bagi mereka untuk menghindari bahaya jika harus menunggu perintah dari Bumi. Jadi, dengan teknologi artificial inteligence ini, mereka akan berinisiatif untuk menghidari bahaya. (By the way, anyway, busway, satey, kecerdasan buatan sudah pernah dibahas di blog ini loh). Salah satu contoh kejadian Opportunity menghindari bahaya bisa dilihat di gambar ini:

Gambar 2. “Otak cerdas” Opportunity mencari jalur memutar untuk menghindari batu.

Terus, ada fisika apalagi di balik kendaraan ajaib tersebut? Wah… Banyak sekali! Bahkan, kalau dijelaskan satu persatu maka akan didapatkan sebuah buku fisika yang cukup tebal . Contoh yang paling sederhana dari fisika di balik Spirit dan Opportunity adalah pengetahuan tentang hukum Newton, yaitu tentang gerak dan gravitasi (rata-rata sudah pada belajar kan? Ternyata, ilmu yang dipelajari di SMA berguna untuk mengirim barang keren seperti ini ke Mars! ). Fisika juga diperlukan agar kendaraan tersebut bisa mendarat dengan selamat di Mars. Bayangkan, mereka harus melakukan pengereman dari kecepatan 19.000 km/jam! Sampai-sampai, untuk melakukan pengereman harus dibantu dengan parasut, roket, kemudian memakai kantong udara! Ilmu fisika lain yang digunakan antara lain spektroskopi, optik, elektronika dan masih buaaaaaanyak lagi…

Selain melakukan berbagai riset ilmiah, Spirit dan Opportunity juga mengirimkan gambar-gambar menakjubkan. Antara lain:

Gambar 3. Foto tebing Burns oleh Opportunity.

Gambar 4. Sunset di Mars diambil oleh Spirit.

Gambar 5. Gerhana Matahari oleh Phobos (salah satu satelit Mars),
gambar diambil oleh Opportunity.

Gambar 6. ‘You Are Here‘, gambar Bumi oleh Spirit.

Dan saudara-saudara… yang paling mengagumkan adalah gambar di bawah ini! Lihat sisi sebelah kiri atas dari gambar tersebut!

Gambar 7. Mbak, ‘Chicken Wing Martians‘-nya satu ya… hehe… becanda…

Pilihan jawaban:

[A] Merkurius	[F] Asteroid Ida
[B] Venus	[G] Io – satelit Jupiter
[C] Bumi	[H] Iapteus – satelit Saturnus
[D] Bulan	[I] Hyperion – satelit Saturnus
[E] Mars	[J] Titan – satelit Saturnus

Catatan: Gambar-gambar mengagumkan ini bisa kita lihat karena adanya para ilmuwan yang telah memahami fisika. Untuk mendapatkan gambar ini ternyata diperlukan seluruh cabang fisika. Contohnya optik (pada kamera), gravitasi (pada satelit), elektronika (pada komponen-komponen satelit), listrik magnet (pada sinyal yang dikirimkan dari satelit ke bumi). Jadi, fisika itu indah dan mengagumkan!

Ini dia gambarnya…

Gambar 1	Gambar 2
Gambar 3	Gambar 4
Gambar 5	Gambar 6
Gambar 7	Gambar 8
Gambar 9	Gambar 10

Andaikan bulan…
Andaikan bintang…
…
tentu dia (Bumi) kan tahu yang sesungguhnya…

[Petikan lagu Selingkuh dari Kangen Band]

Lho? Apakah bulan selingkuh dengan bintang sehingga Bumi datang untuk menghukum bulan?
Sayangnya tidak. (Kita gak akan ngomongin mereka kok…)

» Langsung saja…
Dalam artikel ini kita akan membicarakan khayalan (alias imajinasi) berlebihan seputar perang angkasa.
Biasanya dalam film-film fiksi (non)ilmiah, peristiwa perang masa depan di luar angkasa sering digambarkan dalam bentuk pertarungan antar-kapal canggih bersenjatakan laser atau model gelombang elektromagnetik lainnya. Kapal-kapal itu saling menembakkan senjatanya satu sama lain dengan warna yang beraneka ragam. Setiap kali sebuah kapal terkena tembakan dari lawannya akan terdengar suara ledakan yang sangat dahsyat hingga menghunjam kesunyian ruang hampa. Adakah proses fisika yang dapat kita pelajari dari khayalan tersebut?

Ternyata jawabnya tidak ada karena mustahil di luar angkasa yang bersifat hampa dapat terlihat lintasan gelombang elektromagnetik (misalnya laser) dan juga mustahil bisa terdengar suara ledakan yang dahsyat.

Berikut penjelasan yang sangat sederhana:

» Alasan Pertama
• Telah disebutkan bahwa daerah di luar angkasa bersifat vakum. Tidak ada medium apapun yang bisa dimanfaatkan untuk merambatkan bunyi sebagai gelombang mekanik. Dengan demikian, suara ledakan yang terdengar sangat keras hanyalah khayalan omong kosong belaka yang tidak berdasarkan pada prinsip fisika yang sudah mapan. Ya bolehlah terjadi ledakan sana-sini, tapi suaranya sih tidak terdengar…

» Alasan Kedua
• Gelombang elektromagnetik dalam daerah cahaya tampak dapat dilihat oleh mata bila intensitasnya cukup kuat dan ada cukup partikel yang menghamburkannya. Bayangkanlah sebuah sumber laser ditembakkan pada objek tertentu.
  

  

  Biasanya kita baru bisa melihat berkasnya lagi setelah sinar laser tersebut menabrak objek tertentu. Kita tidak akan melihat jalur (berkas) sinar kecuali di sepanjang lintasannya ada partikel yang menghalangi dan bersifat menghamburkan, misalnya debu.
  

  

  Berdasarkan fakta ini kita katakan tidak mungkin senjata laser yang ditembakkan di luar angkasa bisa dilihat mata karena di sana tidak ada cukup partikel untuk menghamburkan cahaya. Hanya tersedia atom hidrogen sedikit saja per meter kubiknya, sehingga laser sekuat apapun tetap sulit terlihat.

Hmm… ternyata film-film tentang perang angkasa tidak seheboh dan seilmiah apa yang didengungkan…

Seorang fisikawan bernama Edwin Hubble telah merintis usaha untuk menghitung jarak beberapa galaksi dengan menggunakan analisis spektrum cahaya yang dipancarkan bintang-bintang dalam galaksi yang sedang diamati. Dia menemukan pola yang unik dari hasil analisisnya. Panjang gelombang dari beberapa bintang yang diamati ternyata tidak konstan, melainkan bergeser menuju panjang gelombang tertentu. Pergeseran panjang gelombang ini disebut sebagai Efek Doppler, meniru fenomena serupa pada gelombang bunyi.

Pengamatan Hubble menunjukkan bahwa spektrum galaksi bergeser ke arah panjang gelombang merah. Menurut efek Doppler, hal ini berarti mereka bergerak menjauhi pengamat. Semakin besar pergeseran merahnya berarti semakin cepat pergerakannya. Pergeseran merah yang semakin besar diperoleh dari pengamatan galaksi-galaksi yang jaraknya jauh. Jika diandaikan sebuah galaksi sebagai sebuah titik di alam semesta dan setiap titik saling menjauhi satu sama lain, maka bisa dikatakan bahwa alam semesta ini mengembang.

Sekarang seandainya galaksi-galaksi saling menjauh, berarti konsekuensi logisnya seharusnya mereka dulu pasti pernah berdekatan. Untuk memperjelas fenomena ini bisa diambil kiasan sebuah roti mentah yang ditaburi kismis di seluruh tubuhnya, jika roti itu sedang mengembang dalam oven, maka setiap kismis di roti itu akan saling menjauh satu sama lain.

» HIPOTESIS BIG BANG

Dengan menghitung mundur pergerakan galaksi-galaksi di alam semesta, maka dahulu galaksi-galaksi tersebut tentulah saling berdekatan, bahkan mungkin menyatu. Dengan demikian tentu saja kerapatan massanya sangat besar. Jika pada awalnya alam semesta merupakan massa tunggal dengan kerapatan yang sangat besar, bagaimanakah bentuk awal alam semesta kita ini?

Pada kondisi tersebut, temperatur dan energi alam semesta saat itu tentunya harus sangat tinggi. Hanya suatu ledakan yang maha dahsyat yang memungkinkan terjadinya keadaan awal alam semesta seperti itu. Hipotesis tentang adanya ledakan mahadahsyat inilah yang disebut sebagai hipotesis Big Bang. Hipotesis ini menjelaskan bahwa alam semesta bermula dari sebuah ledakan dahsyat dan galaksi akan menyebar tanpa batas, serta tidak pernah kembali ke pusat awalnya. Semua persediaan unsur diciptakan dalam setengah jam pertama setelah terjadi ledakan. Maka dari itu sebenarnya tidak ada materi baru yang diciptakan.

Bagaimanakah peristiwa yang terjadi di saat-saat awal alam semesta tercipta? Yang menarik, para ilmuwan masih belum bisa merumuskan dengan pasti bagaimanakah keadaan alam semesta kita pada saat awal tersebut. Sesaat setelah “kelahirannya”, untuk pertama kali partikel-partikel elementer akan terbentuk. Sejalan dengan penyusunan partikel-partikel elementer tersebut energi alam semesta mulai menurun. Oleh sebab itu partikel-partikel utama penyusun zat yang lebih besar, yang tersusun atas partikel-partikel elementer, mulai dimungkinkan untuk terbentuk.

Kemudian setelah terbentuknya partikel-partikel penyusun zat seperti hidrogen dan helium, mulai terbentuklah “benih-benih” pertama galaksi. Melalui proses pendinginan alam semesta, yang berarti juga awal hidup galaksi-galaksi yang pertama, lahirlah generasi pertama bintang. Aktivitas bintang-bintang ini mengakibatkan terus lahirnya bintang generasi berikutnya, termasuk kemudian dihasilkan planet-planet dan objek ruang angkasa lainnya.

» MASA DEPAN ALAM SEMESTA

Bagaimanakah masa depan alam semesta, setelah kelahiran dan kehidupannya sekarang? Pertanyaan ini mungkin diajukan oleh kita, seperti juga para ilmuwan yang bertanya-tanya. Para ilmuwan mengajukan tiga model yang sama menariknya tentang masa depan alam semesta kita ini, yaitu:

1. bahwa alam semesta akan terus mengembang, semua galaksi akan menggunakan energinya untuk terus bergerak, sampai seluruh energinya berubah menjadi energi diam. Akibatnya, alam semesta menjadi ‘diam’ dan ‘mati’, ataukah akan terjadi seperti model kedua?
2. Adakah suatu batas tertentu yang menunjukkan pengembangan alam semesta itu akan berhenti dan berbalik menjadi penyusutan gravitasi? Oleh karena seluruh energi yang digunakan untuk bergerak telah berubah menjadi energi potensial gravitasi, maka galaksi-galaksi mulai saling tarik-menarik dan akhirnya runtuh kembali menuju satu titik. Ataukah,
3. kerapatan alam semesta menjadi sangat kecil, sehingga semua galaksi terus bergerak saling menjauhi menuju tak hingga?

Sampai sekarang belum ada model yang benar-benar tepat untuk menggambarkan masa depan alam semesta. Pertanyaan-pertanyaan kita sekarang tentang suatu hal pada akhirnya memang akan terjawab, tetapi setelah itu akan selalu muncul pertanyaan-pertanyaan baru. Demikianlah yang terjadi jika kita bertanya tentang alam semesta, kita tidak akan pernah puas. Seringkali kita mencapai suatu pertanyaan yang mendasar sekali, yang akhirnya membuat hati kita kagum, heran, takzim, sampai pada suatu perenungan betapa luar biasa Kuasa Tuhan di alam semesta ini.

Sumber Gambar: HubbleSite