Meteorologist
3 minggu lalu · 472 view · 7 menit baca · Saintek 65836_26875.jpg
Illustration by Flavio Robles

Bumi yang Bulat dan Alam Semesta yang Datar

Merangkai Asal Usul

Kita semua—di dalam perspektif kosmik—adalah berharga. Jika seorang manusia tidak setuju denganmu, biarkan dia hidup. Dalam seratus miliar galaksi, kamu tidak akan menemukan yang lain. — Carl Sagan, Cosmos

Dua hingga tiga tahun terakhir, perdebatan yang ramai pada zaman Aristoteles—di abad ke-4 sebelum masehi—kembali ramai diperdebatkan di abad ke-21 masehi ini. Perihal apakah bentuk Bumi kita adalah datar atau bulat?; kini kembali marak dibicarakan. 

Jika di abad ke-4 sebelum masehi, teknologi satelit dan penerbangan luar angkasa belum dikenal dan tidak semaju saat ini, adalah wajar ketika mereka mempertanyakannya.

Sepanjang mereka berjalan dan sejauh mereka memandang, yang terlihat hanyalah dataran yang melintang jauh, yang sesekali di ujung cakrawala terhias oleh gunung, lembah, dan laut. Perbandingan skala ukuran manusia dan Bumi yang terlalu besar menjadikan kita sulit untuk melihat lengkungan yang tercipta dari bentuk bulat planet ini. 

Sudut pandang kita yang melihat dari permukaannya hanya menyajikan perspektif semu di mana Bumi seakan terlihat datar secara relatif. Menggunakan akal dan pengamatan sederhana, orang-orang di zaman Aristoteles semuanya tentu akan setuju jika ada yang mengatakan bahwa Bumi itu datar.

Saat itu Aristoteles berargumen bahwa seseorang bisa melihat bentuk bumi dengan jelas saat terjadi gerhana bulan. Kita bisa menduga bentuk Bumi dari bayangan yang dihasilkan di permukaan Bulan. 

Meskipun cahaya datang dari berbagai arah, objek berbentuk bola tentu akan selalu menghasilkan bayangan berbentuk lingkaran. Berbeda halnya jika objeknya memiliki bentuk seperti lempengan piring.

Foto pertama Bumi yang dilihat dari luar angkasa berasal dari tanggal 24 Oktober 1946. Foto tersebut diambil oleh sebuah roket yang terbang 105 km di atas permukaan Bumi. Sayangnya, foto tersebut belum memperlihatkan terlalu jelas lengkungan dari Bumi. Namun, di akhir tahun 1940an, serangkaian foto yang disusun menjadi satu gambar panjang, berhasil memperlihatkan panorama lengkungan Bumi untuk pertama kalinya dari luar angkasa.

Sumber gambar: NASA/Credit (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)

Lalu foto pertama Bumi yang memperlihatkan secara keseluruhan tubuhnya diambil pada 7 Desember 1972 saat misi Apollo 17. Foto bersejarah tersebut diberi nama The Blue Marble. Hingga saat ini sudah begitu banyak misi luar angkasa yang telah berhasil di lakukan—dan hari ini—foto Bumi dari luar angkasa bukan lagi hal yang sulit ditemukan. 

Kini, dengan perkembangan sains yang ada, seluruh umat manusia telah memiliki akses untuk mengetahui bentuk planet yang mereka huni.

Meskipun secara sederhana Bumi dapat dikatakan bulat, tetapi sejatinya Bumi tidaklah sepenuhnya bulat. Bumi memiliki bentuk lonjong yang disebut elipsoid; diameter Bumi di kutub sedikit lebih kecil dibanding diameter di garis ekuatornya.

Meraba-raba Bentuk Alam Semesta

Jika Bumi memiliki bentuk yang bulat, apakah alam semesta juga memiliki bentuk yang sama? Menghadapi pertanyaan ini, kita mungkin sedang berada di posisi yang sama dengan orang-orang di zaman Aristoteles dahulu. Bahkan mungkin sedikit lebih rumit. 

Di sini gerhana tidak dapat membantu kita untuk memperkirakan bentuk alam semesta—dan saat ini—belum ada teknologi yang mampu membawa mata manusia keluar menerobos alam semesta untuk melihat bentuknya. 

Juga, mengingat fakta bahwa big bang adalah awal dari kemunculan ruang dan waktu di alam semesta, anggapan bahwa akan ada ruang yang lain di luar alam semesta ini mungkin akan sedikit terlalu jauh. Lalu, apakah kita akan berhenti di sini? Tentu saja tidak!

Carl Sagan pernah berkata bahwa imajinasi akan selalu membawa kita ke dunia yang tidak pernah ada, tetapi tanpa itu kita tidak akan ke mana-mana. Jadi mari kita mencoba melangkah sedikit lebih jauh—mencoba berimajinasi—tentang apa yang akan kita lihat jika kita memiliki kendaraan yang mampu terbang ke luar alam semesta. 

Mungkinkah kita akan melihat sebuah pulau raksasa yang berisi galaksi-galaksi sedang mengambang di ruang yang hampa? Ataukah justru kita akan melihat milyaran gelembung-gelembung dari alam semesta paralel? Atau bahkan mungkin kita akan kaget setengah mati—karena secara tak sengaja mengetahui sebuah kebenaran tersembunyi—bahwa alam semesta kita ternyata hanyalah sebuah bola kaca mainan yang sedang terpampang di jendela toko di dunia yang lebih besar. 

Aristoteles sendiri percaya jika alam semesta adalah serangkaian bola berlapis-lapis dengan inti yang sama. Sederhananya alam semesta versi Aristoteles akan mirip dengan lapisan bawang bombay yang berlapis-lapis.

Namun, umat manusia begitu beruntung, sejak Albert Enstein datang membawa teori relativitas umumnya, sebuah harapan muncul dari gelapnya misteri alam semesta. Dengan konsep relativitas umum, para ilmuwan kini mampu memodelkan bentuk alam semesta tanpa perlu bersusah payah terbang keluar untuk melihatnya. 

Menurut teori relativitas umum, ruang itu sendiri dapat dilengkungkan oleh massa. Maka sebagai hasil dari kepadatan atau kerapatan alam semesta—yaitu sebanyak apa jumlah materi di alam semesta dibandingkan volumenya—akan menentukan bentuk alam semesta.

Para ilmuwan juga telah menghitung kerapatan kritis dari alam semesta. Kerapatan kritis ini sebanding dengan pangkat dua dari konstanta Hubble, yaitu konstanta yang digunakan untuk mengukur laju pengembangan dari alam semesta. 

Hubble sendiri adalah seorang astronom yang telah mengamati bahwa galaksi-galaksi ternyata bergerak saling menjauh dan membawanya kepada kesimpulan bahwa alam semesta sedang dan terus mengembang. Dengan membandingkan kerapatan kritis dengan kerapatan sesungguhnya dari alam semesta maka hal itu mampu membantu para ilmuwan dalam memahami bentuk alam semesta.

Tiga Model Bentuk Alam Semesta

Ada tiga kemungkinan bentuk dari alam semesta jika ditinjau dari kerapatan kritis dan kerapatan sesungguhnya dari alam semesta kita. Setiap model akan membawa takdir dari masa depan alam semesta.

Model pertama disebut sebagai alam semesta tertutup. Dalam model ini, alam semesta menyerupai balon yang berbentuk bola. Namun, jangan bayangkan bahwa alam semesta kita adalah seluruh balon—yaitu karet balon beserta angin yang mengisinya. 

Bukan, kita tidak sedang berada di dalam balon. Kita berada pada permukaan balon. Jika balon ini terus ditiup, maka luas permukaan balon akan terus bertambah besar. Hal ini adalah analogi dari alam semesta yang mengembang. Semakin lama menjadi semakin meluas.

Karena model ini membuat alam semesta tertutup seperti bola, maka seandaianya kamu memiliki pesawat dengan kecepatan mendekati cahaya dan secara terus menerus bergerak ke satu arah, maka pada akhirnya kamu akan kembali ke titik yang sama. Model ini terjadi apabila kerapatan alam semesta lebih besar dari kerapatan kritisnya sehingga suatu saat kelak alam semesta akan berhenti mengembang. 

Pada saat itu terjadi, alam semesta justru akan bergerak sebaliknya—menyusut dan semakin menyusut—semua objek di alam semesta akan bergerak saling mendekati. Secara teknis ini merupakan kebalikan dari big bang; disebut sebagai big crunch di mana alam semesta akan berakhir runtuh menjadi sebuah titik. 

Dalam model alam semesta tertutup ini, ada kemungkinan bahwa alam semesta telah lahir dan mati berulang kali. Setelah alam semesta mengalami big crunch—seolah terlahir kembali—big bang akan dengan segera terjadi dan mereset semua isi alam semesta.

Model kedua adalah alam semesta terbuka. Dalam model ini, alam semesta berbentuk setengah selinder yang melengkung keluar. Model ini terjadi apabila kerapatan alam semesta lebih kecil dari kerapatan kritisnya. 

Pada alam semesta terbuka, tidak ada massa yang cukup untuk menghentikan pengembangan alam semesta—dan sebagai konsekuensinya—alam semesta akan terus mengembang—selamanya.

Model ketiga, adalah alam semesta datar. Pada model ini, alam semesta memiliki bentuk datar seperti kertas, tidak memiliki lengkungan, tidak terbatas, dan terus mengembang. Model ini terjadi jika kerapatan alam semesta sama dengan kerapatan kritisnya. Laju pengembangan alam semesta pada model ini melambat secara bertahap hingga waktu yang tak terbatas.

WMAP & Alam Semesta yang Datar

Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) adalah wahana ruang angkasa yang diluncurkan pada tahun 2001 yang telah bertugas untuk memindai dan memetakan sisa radiasi dari big bang. WMAP selama sembilan tahun terus beroperasi dan mengumpulkan data krusial yang dibutuhkan untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan fundamental tentang alam semesta. 

Melalui data WMAP ini, para ilmuwan mampu memprediksi apa yang terjadi saat alam semesta masih di usia bayi dan apa yang telah terjadi selama miliaran tahun semenjak waktu-waktu awal tersebut.

Menggunakan data WMAP, pada tahun 2013 para ilmuwan NASA akhirnya mengumumkan bahwa alam semesta kita memiliki bentuk datar dengan persentase kesalahan yang hanya 0.4%. Mereka juga menemukan bahwa alam semesta mengembang dipercepat dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. 

Seperti yang disebutkan sebelumnya, model alam semesta datar seharusnya tidak bisa mengembang dengan kecepatan sebesar itu. Para ilmuwan akhirnya menyimpulkan bahwa ada energi misterius yang menjadikan alam semesta mengembang begitu cepat. Energi misterius tersebut kemudian disebut sebagai energi gelap.

Seperti yang pernah dikatakan Carl Sagan, kita harus mengetahui masa lalu untuk mengerti saat ini. Penelitian tentang kelahiran dan asal usul alam semesta masih terus berkembang. Big bang menjadi tanda awal terciptanya alam semesta, dan saat ini telah menjadi rumah bagi tak terhitung bintang dan galaksi. Bahkan kita sejatinya berbagi atom dengan para bintang-bintang di langit. 

Meminjam perkataan Carl Sagan, kita semua adalah debu bintang. Lebih lanjut lagi, Carl Sagan menambahkan; alam semesta ada di dalam diri kita, kita terbuat dari bahan bintang, kita adalah cara alam semesta untuk mengenal dirinya. 

Nitrogen pada DNA kita, kalsium pada gigi kita, besi dalam darah kita, dan karbon di dalam pai apel kita, semuanya dibuat dalam interior bintang yang runtuh. Sekali lagi, kita adalah debu bintang.