Alam Semesta adalah tempat yang sangat besar. Ketika ahli astronomi melihat lebih jauh ke angkasa selama berabad-abad, dan lebih jauh ke masa lalu, mereka mulai memahami betapa kecil dan tidak pentingnya planet dan spesies kita kelihatan sebagai perbandingan. Pada masa yang sama, siasatan berterusan terhadap elektromagnetisme dan bintang jauh menyebabkan para saintis menyimpulkan berapa kelajuan cahaya - dan bahawa ia adalah kelajuan terpantas yang dapat diperoleh.
Oleh itu, para astronom telah menggunakan jarak jarak cahaya yang dilalui dalam satu tahun (alias tahun cahaya) untuk mengukur jarak pada skala antara bintang dan intergalaksi. Tetapi sejauh mana perjalanan cahaya dalam setahun? Pada dasarnya, ia bergerak dengan kecepatan 299,792,458 meter sesaat (1080 juta km / jam; 671 juta mph), yang mencapai sekitar 9,460,5 miliar km (5,878,5 miliar batu) per tahun.
Kelajuan Cahaya:
Mengira kelajuan cahaya telah menjadi perhatian para saintis selama berabad-abad. Dan sebelum abad ke-17, ada perselisihan mengenai apakah kelajuan cahaya itu terbatas, atau apakah ia bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain seketika. Pada tahun 1676, ahli astronomi Denmark Ole Romer menyelesaikan hujahnya ketika pengamatannya mengenai pergerakan bulan Jupiter yang jelas Io menunjukkan bahawa kelajuan cahaya adalah terbatas.
Dari pemerhatiannya, ahli astronomi Belanda terkenal Christiaan Huygens mengira kelajuan cahaya pada 220,000 km / s (136,701 mi / s). Selama sarang dua abad, kelajuan cahaya diperhalusi semakin jauh, menghasilkan anggaran yang berkisar antara sekitar 299,000 hingga 315,000 km / s (185,790 hingga 195,732 mi / s).
Ini diikuti oleh James Clerk Maxwell, yang mengusulkan pada tahun 1865 bahawa cahaya adalah gelombang elektromagnetik. Dalam teori elektromagnetisme, kelajuan cahaya dinyatakan sebagai c. Dan kemudian pada tahun 1905, Albert Einstein mengemukakan teorinya mengenai Relativiti Khas, yang menyatakan bahawa kelajuan cahaya (c) tetap, tidak kira kerangka rujukan inersia pemerhati atau pergerakan sumber cahaya.
Pada tahun 1975, setelah berabad-abad pengukuran halus, kelajuan cahaya dalam vakum dikira pada 299,792,458 meter sesaat. Penyelidikan yang sedang berlangsung juga menunjukkan bahawa cahaya bergerak pada panjang gelombang yang berbeza dan terdiri daripada zarah subatomik yang dikenali sebagai foton, yang tidak mempunyai jisim dan berperilaku sebagai zarah dan gelombang.
Tahun cahaya:
Seperti yang telah dinyatakan, kelajuan cahaya (dinyatakan dalam meter sesaat) bermaksud bahawa cahaya menempuh jarak 9,460,528,000,000 km (atau 5,878,499,817,000 batu) dalam satu tahun. Jarak ini dikenal sebagai "tahun cahaya", dan digunakan untuk mengukur objek di Alam Semesta yang berada pada jarak yang cukup jauh dari kita.
Sebagai contoh, bintang terdekat ke Bumi (Proxima Centauri) berada pada jarak kira-kira 4,22 tahun cahaya. Pusat Galaksi Bima Sakti berjarak 26.000 tahun cahaya, sementara galaksi besar terdekat (Andromeda) berjarak 2.5 juta tahun cahaya. Sehingga kini, calon galaksi terjauh dari Bumi adalah MACS0647-JD, yang terletak kira-kira 13.3 bilion tahun cahaya.
Dan Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik, sinaran peninggalan yang dipercayai sisa dari Big Bang, terletak sekitar 13.8 bilion tahun cahaya. Penemuan radiasi ini tidak hanya menyokong Teori Big Bang, tetapi juga memberi para astronom penilaian yang tepat mengenai usia Alam Semesta. Ini memunculkan satu lagi perkara penting mengenai mengukur jarak kosmik pada tahun cahaya, iaitu hakikat bahawa ruang dan masa saling berkaitan.
Anda lihat, ketika kita melihat cahaya yang datang dari objek yang jauh, kita sebenarnya melihat ke masa lalu. Apabila kita melihat cahaya dari bintang yang terletak 400 tahun cahaya, kita sebenarnya melihat cahaya yang dipancarkan dari bintang 400 tahun yang lalu. Oleh itu, kita melihat bintang seperti yang dilihat 400 tahun yang lalu, tidak seperti yang kelihatan hari ini. Akibatnya, melihat objek berbilion tahun cahaya dari Bumi adalah untuk melihat berbilion tahun cahaya pada masa yang lalu.
Ya, cahaya bergerak dengan kelajuan yang sangat pantas. Tetapi memandangkan ukuran dan skala alam semesta yang sangat besar, masih perlu waktu berbilion tahun dari titik-titik tertentu di Alam Semesta untuk sampai ke kita di Bumi. Oleh itu mengapa mengetahui berapa lama perjalanan cahaya dalam setahun sangat berguna bagi para saintis. Bukan hanya memungkinkan kita memahami skala Alam Semesta, tetapi juga memungkinkan kita memetakan proses evolusi kosmik.
Kami telah menulis banyak artikel mengenai kelajuan cahaya di sini di Space Magazine. Inilah Sejauh Mana Tahun Cahaya ?, Berapakah Kelajuan Cahaya ?, Berapa Banyak Barang dalam Tahun Cahaya ?, Bagaimana Perjalanan Cahaya ?, dan Sejauh Mana Anda Dapat Melihat di Alam Semesta?
Mahukan lebih banyak maklumat mengenai tahun cahaya? Berikut adalah artikel mengenai tahun-tahun cahaya untuk HowStuffWorks, dan inilah jawapan dari PhysLink.
Kami juga telah merakam episod Astronomi Cast mengenai topik ini. Dengarkan di sini, Episod 10: Mengukur Jarak di Alam Semesta.
Sumber:
- NASA - Seberapa pantas Kelajuan Cahaya?
- NASA: Starchild - Apa itu Tahun Cahaya dan Bagaimana Diukur?
- Wikipedia - Kelajuan Cahaya
- UCR - Bagaimana Kecepatan Cahaya Diukur?
