Lintas Waktu dengan Aurora Borealis

Baru saja, Ira dan saya secara tidak sengaja menonton film Frequency di televisi kanal Transtv. Menarik, oleh karena itu saya menontonnya sampai habis — tidak lupa, di sela-sela iklan saya sempatkan mengintip sinopsisnya di internet… hehe, I sometimes love being a spoiler.

Cara sutradara menyampaikan cerita sangat menarik; beberapa kali adegan-adegan yang terkesan sepintas disorot dengan detil, seperti zoom-in kamera pada hal-hal kecil atau suara radio menyiarkan berita-berita anyar. Tentu kita segera curiga, lumrah dalam film hal-hal kecil yang disorot berarti informasi penting dalam plot cerita. Memang benar, tapi siapa yang menyangka kalau Aurora Borealis yang disorot di awal (baik visual maupun audio dari siaran berita radio) menjadi kunci dari cerita?

Aurora Borealis di langit Alaska, Amerika Serikat.
Aurora Borealis di langit Alaska, Amerika Serikat.

Aurora adalah fenomena cahaya warna-warni di malam hari yang dapat kita saksikan di langit utara atau selatan. Di langit utara dinamakan Aurora Borealis, untuk di langit selatan dinamakan Aurora Australis. Fenomena ini terjadi karena angin Matahari (solar wind) — kumpulan partikel-partikel bermuatan listrik, seperti elektron (muatan listrik negatif) dan proton (muatan listrik positif), yang berasal dari lapisan atmosfer Matahari — berinteraksi dengan medan magnet Bumi (geomagnetik). Continue reading “Lintas Waktu dengan Aurora Borealis”

Kuliah Kapita Selekta TF ITB 11 Sep 09

Hari Jumat kemarin, 11 September 2009, bertepatan delapan tahun setelah tragedi runtuhnya gedung kembar WTC di kota New York, Amerika Serikat, saya memberi kuliah Kapita Selekta di Program Studi Teknik Fisika ITB. Judul kuliah yang saya bawakan adalah “Welcome to the Dark Side of the Universe,” terinspirasi dari judul artikel di Majalah Nature edisi 19 Juli 2007.

Berikut abstrak kuliah saya.

Selamat Datang di Sisi Gelap Alam Semesta

Alam Semesta kita mengembang. Ya, kita tahu itu, terutama setelah Hubble (1929) menemukan bahwa galaksi-galaksi tetangga menjauhi kita (redshift). Fenomena ini dapat dijelaskan sebagai proses lanjutan dari Dentuman Besar (the Bigbang). Pengembangan ini suatu saat diprediksi akan dihentikan oleh gravitasi yang berasal dari materi di dalam Alam Semesta.

Namun, tidak begitu kenyataannya. Teleskop Space Hubble (1998) menyaksikan bahwa pengembangan ini mengalami percepatan dari waktu ke waktu. Ada kekuatan misterius, yang jauh lebih besar daripada gravitasi, yang menarik batas Alam Semesta sehingga semakin luas dan luas. Kekuatan misterius ini disebut dark energy.

Dark energy bukan satu-satunya misteri di Alam Semesta, yang lain dinamakan dark matter. Kedua kegelapan ini mendominasi 95% Alam Semesta, menyisakan 5% materi normal yang kita kenal dalam Tabel Periodik Atom plus radiasi. Bayangkan, teknologi yang dibangun oleh peradaban manusia berdasarkan materi yang 5% ini saja!

Tantangan bagi kita untuk menguak apa sebenarnya dark energy dan dark matter ini. Ini menyangkut pemahaman kita pada asal usul dan akhir Alam Semesta kita, dua pertanyaan terbesar  umat manusia semenjak dahulu kala. Fisika kita belum dapat mengidentifikasikan kedua kegelapan raksasa ini.  Apakah fisika kita yang salah, ataukah memang masih jauh dari lengkap?

Continue reading “Kuliah Kapita Selekta TF ITB 11 Sep 09”

Bagaimana Fisika Menjelaskan Dark Matter

Dalam ulasan sebelumnya (artikel “Melacak Sejarah dan Komposisi alam Semesta”), dark matter dan dark energy adalah dua fenomena yang teridentifikasikan dari analisis Latar Kosmik Gelombang Radio (Cosmic Microwave Background / CMB) yang dipetakan oleh Teleskop Satelit WMAP ( Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Belum banyak pengetahuan kita tentang dua fenomena ini, bahkan secara gamblang kita nyaris tidak tahu apa-apa tentang kedua hal ini. Lantas, bagaimana kita bisa mengindentifikasikan bahwa kedua benda ini ada sementara kita belum mengerti? Artikel ini menjelaskan bagaimana Fisika kita menjelaskan dark matter di Alam Semesta kita. Continue reading “Bagaimana Fisika Menjelaskan Dark Matter”

Melajak Sejarah dan Komposisi Alam Semesta

Berbicara tentang antariksa tidak pernah habisnya. Alam Semesta kita begitu menakjubkan, mulai dari bintang yang lahir dan mati, planet-planet yang mengitari Matahari, sinar kosmik, dan hal-hal misterius lainnya yang masih misteri dalam ilmu sains manusia. Ada dua cabang ilmu dasar yang mempelajari alam semesta, yaitu astronomi dan kosmologi. Astronomi mempelajari benda-benda angkasa di luar Bumi dan merupakan salah satu ilmu tertua dalam peradaban manusia. Setelah manusia mengenal metoda ilmiah, ilmu fisika, dan teknologi obsevasi berkembang, kosmologi kemudian lahir sebagai ilmu yang mempelajari asal-muasal, komposisi, dan perkembangan Alam Semesta.

Tidaklah sulit untuk mencari objek astronomi, dua contoh yang paling dekat dengan kehidupan kita sehari-hari adalah Matahari dan Bulan. Matahari adalah keluarga bintang yang memancarkan cahaya hasil dari reaksi nuklir fusi. Seperti bintang lainnya,  Matahari pada suatu saat akan kehabisan bahan bakar untuk reaksi nuklirnya dan kemudian mati. Sementara Bulan adalah keluarga satelit yang mengorbit pada sebuah planet karena pengaruh gravitasi dari planet tersebut. Contoh planet adalah Bumi yang kita tinggali sekarang.

Tidak perlu instumen canggih untuk mencari benda-benda angkasa hanya sekedar untuk memulai belajar astronomi. Tapi bagaimana dengan kosmologi? Continue reading “Melajak Sejarah dan Komposisi Alam Semesta”

Horizon Si Kaki Langit

Tulisan terdahulu, “Langit Malam Yang Gelap“, menyisakan satu pertanyaan menarik: Bagaimana mungkin cahaya dari bintang-bintang di belakang horizon tidak pernah sampai ke Bumi?

Ini menarik. Dalam Teori Dentuman Besar (Bigbang) ada benda yang bergerak dua sampai tiga kali kecepatan cahaya. Dan benda itu adalah horizon, atau si kaki langit. Dengan demikian, berlahan tapi pasti, benda-benda yang sekarang berada di belakang horizon akan masuk ke dalam pandangan kita.

Apa itu horizon?

Horizon adalah batas terjauh yang bisa teramati oleh kita. Dalam konteks kosmologi, horizon benar-benar seperti kaki langit, di mana semua pengamatan canggih kita tidak sanggup mengintip apa yang ada di belakang garis horizon tersebut.

Continue reading “Horizon Si Kaki Langit”