Tahun Cahaya, Satuan Jarak atau Waktu?

KOMPAS.com — Dalam artikel astronomi, sangat sering disebut satuan bernama "tahun cahaya". Namun, tahukah Anda satuan apa "tahun cahaya" itu?

Filno Hau dari Ambon dalam posting kepada situs astronomi Langitselatan menanyakan, "Satu juta tahun cahaya itu sama dengan berapa tahun?"

Nah lho, apakah memang benar bahwa "tahun cahaya" adalah satuan waktu? Berikut uraian Langitselatan sebagai jawaban atas pertanyaan itu.


Tahun cahaya, kalau ditilik dari terminologinya memang seakan-akan mengarah pada satuan waktu. Pada kenyataannya, tahun cahaya bukanlah satuan waktu, melainkan satuan jarak yang digunakan untuk mengukur jarak benda-benda langit yang jauh.

Bagi kita di Bumi, penanda jarak yang umum dikenal adalah meter, kilometer, mil, inci, atau sentimeter.  Akan tetapi, ketika kita melihat ke langit dan mulai mengukur jarak benda-benda langit, maka kita akan menemukan kalau benda-benda langit itu berada pada jarak yang super jauh dari Bumi. Dan jika jarak itu diukur dengan penanda jarak yang dikenal seperti misalnya kilometer maka manusia pasti kebingungan bagaimana menyebutkannya saking banyaknya angka nol.

Contoh, jarak Matahari dengan bintang terdekatnya 40.000.000.000.000 km atau 40 trilyun kilometer. Sementara masih banyak sekali bintang-bintang yang letaknya lebih jauh dari itu. Dan jarak ke galaksi Andromeda adalah 21.000.000.000.000.000.000 km atau 2,1 x 19 km. Bagaimana menyebutnya?

Untuk mempermudah para astronom mengukur jarak, maka para astronom menggunakan satuan lain yang mempermudah kita untuk mengingatnya. Penggunaan satuan kilometer, meter, mil  menjadi tidak praktis untuk tetap digunakan sebagai penanda jarak. Pastinya kita akan pusing untuk mengingat 20 digit angka atau menulis angka-angka tersebut.

Maka untuk mengukur jarak yang sangat besar, digunakan satuan tahun cahaya. Cahaya bergerak 300.000 km per detik maka 1 detik cahaya (light second) setara dengan jarak 300.000 km. Bagaimana kalau setahun?

"300.000 km/detik x 60 detik/menit x 60 menit/jam x 24 jam/hari x 365,25 hari/tahun = 9.467.280.000.000 km = (9,46 x 10¹²) km."

Maka tahun cahaya didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam waktu satu tahun ketika melewati ruang hampa udara atau setara dengan 9.467.280.000.000 km = (9,46 x 1.012) km.

Jarak yang sangat jauh tapi lebih mudah untuk diingat. Kita lihat contohnya di bawah ini. Lebih mudah diingat bukan jika menggunakan tahun cahaya?

Bulan = 1,3 detik cahaya
Matahari = 8,3 menit cahaya
Mars = 3.1 menit cahaya
Jupiter = 33 menit cahaya
Pluto = 5,3 jam cahaya
Proxima Cetauri = 4.3 tahun cahaya
Sirius = 8,58 tahun cahaya
Galaksi Andromeda = 2.300.000 tahun cahaya atau 2,3 juta tahun cahaya

Dari definisi tahun cahaya tersebut, ketika seorang pengamat di Bumi melihat sebuah bintang yang jaraknya 10 tahun cahaya, maka artinya cahaya yang diterima pengamat saat ini merupakan cahaya yang baru tiba setelah melakukan perjalanan dari bintang dengan jarak tempuh 10 tahun. Atau sederhananya si pengamat di Bumi sedang melihat bintang pada keadaannya 10 tahun yang lalu.

Meskipun di artikel ini ada jarak benda-benda di Tata Surya menggunakan tahun cahaya, pada kenyataannya, para astronom ketika mengukur jarak benda-benda di sebuah sistem keplanetan atau jarak benda-benda yang mengitari sebuah bintang mereka mnggunakan satuan astronomi. Hmm apa lagi itu? Singkatnya 1 satuan astronomi didefinisikan dari jarak Bumi–Matahari. Untuk penjelasan satuan jarak yang digunakan dalam astronomi seperti Satuan Astronomi, Tahun Cahaya maupun Parsec bisa dibaca di artikel Mengenal Satuan-Satuan Jarak dalam Astronomi.

Read more »

Parallaks

Parallaks

Jika kita merentangkan tangan dengan jari jempol teracung di depan wajah kita, maka kita akan melihat  bahwa letak jempol kita berubah saat kita melihatnya dengan sebelah mata, bergantian. Letak jempol bergeser terhadap gambar di belakangnya, dan pergeseran ini  dinamakan parallaks. Para astronom menggunakan efek ini untuk menghitung jarak ke bintang dengan  menghitung sudut antara garis-garis pandang bintang, yang diamati di dua tempat yang berbeda.

Parallaks bintang

Untuk menghitung jarak ke bintang, para astronom menghitung pergeseran yang tampak pada bintang dalam kurun waktu satu tahun. Para astronom menggunakan dua waktu yang berbeda dalam mengamati bintang selama satu tahun periode ini, yaitu ketika bumi berada di tempat yang bersebrangan. Sepanjang bumi mengelilingi Matahari, astronom melihat pergerakan bintang terhadap bintang-bintang di belakangnya yang karena jaraknya lebih jauh, terlihat diam. Semakin dekat bintang, parallaksnya semakin besar.

Paralaks bintang merupakan metode untuk mengukur jarak bintang Seperti yang kita lihat pada gambar, garis-garis pandang dan garis yang menghubungkan posisi pengamatan membentuk segitiga dengan bintang sebagai puncaknya. Andaikan dmatahari adalah jarak BumiMatahari, d adalah jarak Matahari – bintang, dan p adalah sudut parallaks, didapatkan formula parallaks:

d (parsek) = 1 / p (detik busur)

Semakin jauh bintang, semakin kecil parallaksnya, dan  dibutuhkan baseline pengukuran yang lebih besar pula. Namun, baseline pengamatan dari bumi terbatas karena  orbit planet kita mengelilingi Matahari. Oleh karena itu,  pengukuran menggunakan parallaks ini terbatas hanya sampai sudut paralllaks sebesar 0,01 detik busur, artinya bintang yang jaraknya lebih dari 100 parsek tidak dapat  diukur menggunakan metode ini. Namun, pada tahun 1989, ESA (Eroupean Space  Agency) meluncurkan misi Hipparcos yang bertujuan menghitung sudut parallaks bintang-bintang di dalam galaksi kita. Hipparcos telah menghitung parallaks lebih dari 120.000 bintang yang jaraknya mencapai 650 parsek  (500 tahun cahaya) dari Matahari.

Read more »

Ångström

Ångström

Ini juga satuan jarak, namun berbeda dengan satuansatuan jarak yang telah dibahas di atas, kali ini adalah
satuan jarak yang teramat kecil: 1 Ångström = 1/10 nanometer atau sama dengan satu per 10 milyar meter. Bersama dengan nanometer dan mikrometer (mikron), astronom menggunakan satuan ini untuk menyatakan panjang gelombang elektromagnetik yang mereka amati. Sinar Ultraviolet dekat, misalnya, berkisar antara 3000  hingga 4000 Angstrom, sementara sinar inframerah dapat berkisar antara 7000 hingga 30000 Angstrom.


Di malam hari yang gelap, kita dapat melihat taburan ratusan bintang di langit. Bintang-bintang tersebut
hanya tampak sebagai titik-titik terang dan redup yang sama ukurannya di lihat mata kita.  Namun lebih jauh, seberapa terang suatu bintang tidak menentukan jaraknya terhadap kita. Untuk menentukan jarak bintang, para astronom menggunakan berbagai  metode, antara lain dengan metode paralaks.

sumber :: http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/satuan%20waktu-astro.pdf

Read more »

Parsec (parallax of one arcsecond)

Parsec (pc)

Parsec adalah kependekan dari “parallax of one arcsecond”. Ini juga merupakan satuan panjang,
1 parsec sama dengan kurang lebih 3.26 tahun cahaya. Jarak parsec ini ada kaitannya dengan jarak 1 satuan astronomi yang sudah kita bicarakan di atas. Bila kita mengukur sudut paralaks sebuah objek dan menemukan bahwa sudut paralaksnya adalah 1 detik busur (sudut 1 derajat = 60 menit busur, 1 menit busur = 60 detik busur. Jadi, 1 detik busur = 1/3600 derajat), maka jarak menuju objek tersebut adalah 1 parsec. Dengan sedikit perhitungan trigonometri, kita mendapatkan bahwa jarak 1 parsec = 206265 Satuan Astronomi, atau sama dengan 3.26 tahun cahaya, atau dalam kilometer: 1 parsec = 31000 trilyun kilometer.


1 parsek (pc) = 3,26 tahun cahaya = 3,09 x 1013km = 206 265 SA (Satuan Astronomi, jarak Bumi ke Matahari).


Meskipun satuan jarak ini hanya sedikit lebih besar daripada 3 tahun cahaya, namun astronom lebih senang menggunakan satuan ini karena dapat dikaitkan langsung dengan besaran teramati yaitu sudut paralaks


Dengan cara ini, kita dapat menyatakan jarak yang teramat jauh hanya dengan sedikit angka, misalnya:
Galaksi M51 jaraknya 7 Mpc dari Galaksi kita!  Jarak menuju bintang terdekat tadi, Proxima Centauri, adalah 1.3 parsec.
 Jarak menuju gugus bintang Pleiades adalah 135 parsec.Jarak menuju pusat Galaksi: sekitar 8.5 kpc.
Jarak menuju Galaksi Andromeda: 780 kpc.
Jarak menuju Galaksi M51: 7 Mpc
(Perkiraan) jari-jari alam semesta kita: 24 Gigaparsec(!) atau
Gpc. 1 Gpc = 1000 Mp

Sumber :: http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/satuan%20waktu-astro.pdf

Read more »

Tahun cahaya (light year) dalam astronomi

Tahun cahaya (light year)

Tahun cahaya bukanlah satuan waktu! Meskipun ada kata “tahun”, tetapi “tahun cahaya” adalah satuan jarak.

1 tahun cahaya = 9.46 x 1012km (sedikit di bawah 10 trilyun kilometer).

Dari manakah asal angka ini? Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh seberkas cahaya selama 1 tahun.Wow! Seberapa cepat cahaya? Menurut pengukuran  modern, dalam satu detik cahaya dapat menempuh jarak 300 000 km!


Artinya, dalam satu nanodetik (sepersemilyar detik), cahaya menempuh jarak 30 cm…yah kurang lebih  sepanjang sisi panjang kertas A4. Kalau selama setahun? Coba dihitung…dalam 1 menit  ada 60 detik…dalam 1 jam ada 60 menit…dan dalam 1 hari ada 24 jam…berarti dalam 1 hari ada 86400 detik.
Dalam setahun kira-kira ada 365 atau 366 hari, tergantung apakah tahun kabisat atau tidak……dalam waktu 1 tahun, cahaya dapat menempuh jarak hampir 10 trilyun kilometer


Mengapa kita membutuhkan satuan yang demikian besar? Jawabnya adalah karena jarak bintang terdekat
dari Matahari adalah 40 trilyun kilometer! Jarak yang luar biasa besar ini tentu saja tidak nyaman untuk diungkapkan dalam kilometer, namun lebih mudah dituliskan dan nyatakan dalam tahun cahaya: 4.22 tahun cahaya. Jarak menuju beberapa bintang di sekitar Matahari kita biasanya dinyatakan dalam satuan
ini: Jarak menuju Sirius adalah 8.58 tahun cahaya, jarak menuju Wolf 359 adalah 7.78 tahun cahaya (Dalam
serial Star Trek: The Next Generation, Wolf 359 adalah lokasi pertempuran antara armada Federasi dengan bangsa Borg).

Sumber :: http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/satuan%20waktu-astro.pdf

Read more »

Satuan Astronomi (SA) atau Astronomical Unit

Satuan Astronomi (SA) atau Astronomical Unit

1 Astronomical Unit = 149 598 000 kilometers dibulatkan menjadi 150.000.000 kilometer

Menurut definisinya,

1 Satuan Astronomi adalah jarak dari Bumi ke Matahari.
1 Satuan Astronomi (1 Astronomical Unit, biasa disingkat AU)

adalah panjang setengah sumbu panjang dari lintasan Bumi mengitari Matahari.


Satuan Astronomi biasanya digunakan untuk menyatakan  jarak dalam skala tata surya kita.

Misalnya:

Jarak dari Planet Mars ke Matahari kurang lebih 1.5 AU (bayangkan betapa tidak enaknya kalau harus selalu mengatakan, jarak Mars-Matahari = 228 000 000 km), jarak dari Matahari ke Planet Jupiter adalah 5.2 AU, ke Saturnus 9.58 AU, dan menuju planet katai Eris kirakira 67 AU.

sumber :: http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/satuan%20waktu-astro.pdf

Read more »