Bintang ini berjarak X tahun cahaya, galaksi itu berjarak X juta tahun cahaya. Tetapi bagaimana ahli astronomi tahu?
Saya terus-menerus berada dalam keadaan di mana saya bercakap mengenai objek yang jauh tidak dapat dibayangkan. Otak kita dapat memahami jarak di sekitar kita, terutama ketika kita mempunyai setumpuk alat untuk membantu. Kita dapat mengukur ketinggian kita dengan pita pengukur, atau jarak di sepanjang tanah dengan menggunakan odometer. Kita dapat merasakan sejauh mana jarak 100 kilometer kerana kita dapat mengendarainya dalam jangka waktu yang cukup singkat.
Tetapi ruang sangat besar, dan bagi kebanyakan kita, otak kita tidak dapat memahami kehebatan kosmos, apalagi mengukurnya. Oleh itu, bagaimana ahli astronomi mengetahui sejauh mana semuanya? Bagaimana mereka tahu sejauh mana planet, bintang, galaksi, dan bahkan pinggir Alam Semesta yang dapat dilihat? Dengan andaian itu semua tipu muslihat? Anda bangang.
Ahli astronomi mempunyai beg trik dan teknik yang sangat pintar untuk mengukur jarak di Alam Semesta. Bagi mereka, jarak yang berbeza memerlukan metodologi yang berbeza. Dari dekat, mereka menggunakan trigonometri, menggunakan perbezaan sudut untuk mengetahui jarak. Mereka juga menggunakan pelbagai lilin standard, itu adalah objek terang yang menghasilkan jumlah cahaya yang konsisten, sehingga anda dapat mengetahui sejauh mana jaraknya. Pada jarak paling jauh, para astronom menggunakan pengembangan ruang itu sendiri untuk mengesan jarak.
Nasib baik, setiap kaedah ini bertindih. Oleh itu, anda boleh menggunakan trigonometri untuk menguji lilin standard terdekat. Dan anda boleh menggunakan lilin standard yang paling jauh untuk mengesahkan alat terbesar. Di sekitar Sistem Suria kita, dan di kawasan galaksi kita, para astronom menggunakan trigonometri untuk mengetahui jarak ke objek.
Mereka mengukur lokasi bintang di langit pada satu titik tahun ini, dan kemudian mengukur lagi 6 bulan kemudian ketika Bumi berada di seberang Sistem Suria. Bintang itu akan memindahkan sejumlah kecil di langit, yang dikenali sebagai paralaks. Kerana kita mengetahui jarak dari satu sisi orbit Bumi ke yang lain, kita dapat mengira sudut, dan menghitung jarak ke bintang.
Saya pasti anda dapat melihat kekurangannya, kaedah ini akan berantakan apabila jaraknya sangat besar sehingga bintang itu nampaknya tidak bergerak sama sekali. Nasib baik, ahli astronomi beralih ke kaedah yang berbeza, melihat lilin standard yang dikenali sebagai pemboleh ubah Cepheid. Cepheids ini adalah bintang istimewa yang redup dan terang dalam corak yang diketahui. Sekiranya anda dapat mengukur seberapa cepat denyutan Cepheid, anda boleh mengira kilauan sebenar dan jaraknya.
Cepheids membolehkan anda mengukur jarak ke galaksi berdekatan. Di luar beberapa dozen megaparsec, anda memerlukan alat lain: supernova. Dalam sistem bintang bintang jenis yang sangat istimewa, satu bintang mati dan menjadi kerdil putih, sementara bintang yang lain hidup. Kerdil putih mula mengumpan bahan dari bintang pasangan sehingga mencecah tepat 1.4 kali jisim Matahari. Pada ketika ini, ia meletup sebagai supernova Jenis 1A, menghasilkan letupan yang dapat dilihat di tengah-tengah Alam Semesta. Kerana bintang-bintang ini selalu meletup dengan jumlah bahan yang sama, kita dapat mengesan sejauh mana jaraknya, dan oleh itu kecerahan mutlaknya.
Pada skala paling besar, ahli astronomi menggunakan Pemalar Hubble. Inilah penemuan oleh Edwin Hubble bahawa Alam Semesta berkembang ke semua arah. Semakin jauh anda melihat, semakin cepat galaksi semakin jauh dari kita. Dengan mengukur peralihan cahaya cahaya dari galaksi, anda dapat mengetahui seberapa cepat ia bergerak menjauh dari kita, dan dengan jarak jaraknya. Pada akhir skala ini adalah Sinaran Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik, pinggir Alam Semesta yang dapat dilihat, dan had sejauh mana kita dapat melihat.
Ahli astronomi selalu mencari jenis lilin standard baru, dan telah menemui semua jenis cara pintar untuk mengukur jarak. Mereka mengukur pengelompokan galaksi, pancaran sinaran gelombang mikro dari bintang, dan permukaan bintang gergasi merah - semuanya dengan harapan dapat mengesahkan tangga jarak kosmik. Mengukur jarak telah menjadi salah satu masalah paling sukar bagi para astronom untuk memecahkan dan penyelesaiannya sangat bijak. Terima kasih kepada mereka, kita dapat merasakan skala untuk kosmos di sekitar kita.
Apa konsep dalam astronomi yang paling sukar anda fahami di dalam otak anda? Beritahu kami, dalam komen di bawah.
Dan jika anda menyukai apa yang anda lihat, lihat halaman Patreon kami dan cari tahu bagaimana anda boleh mendapatkan video ini lebih awal sambil membantu kami membawa anda lebih banyak kandungan hebat!
Podcast (audio): Muat turun (Tempoh: 5:12 - 4.8MB)
Langgan: Podcast Apple | Android | RSS
Podcast (video): Muat turun (Tempoh: 5:35 - 66.3MB)
Langgan: Podcast Apple | Android | RSS
