Cara Menghitung Umur Alam Semesta
Mungkin banyak diantara kita yang penasaran, bagaimana para ilmuwan bisa menemukan cara menghitung umur alam semesta yang bila mana kita memikirkannya, pasti jawabannya 'nggak tau kapan'. Hebatnya manusia adalah selalu membuat prediksi, lalu diperkuat dengan perhitungan matematis, lalu di observasi, dan jadilah fakta. Maka, berbanggalah kita terlahir sebagai manusia.
Dalam tulisan ini, kita akan menghitung umur alam semesta menggunakan hukum Hubble dan titik acuannya adalah Big Bang. Disini, kita bisa mengira-ngira/membuat prediksi umur alam semesta
dengan melihat kecepatan galaksi yang menjauhi satu sama lain.
 |
| img1: Contoh diagram velocity/distance (galaxies) |
Bila ekspansi alam semesta benar-benar terjadi, maka kita bisa mengamatinya dari pergerakan galaksi. Melalui gambar diatas, semuanya bermula dari keadaan yang sama (satu). Setelah terjadinya Big Bang, semuanya berhamburan diruang angkasa dan semuanya bergerak (memiliki kecepatan akibat dorongan dari ledakan) menjauhi satu sama lain.
Dalam diagram diatas, kita melihat dot—titik-titik hitam (anggap saja sebuah galaksi) yang mana persatuan waktu mengalami peningkatan kecepatan dan perluasan jarak. Ini menandakan, bahwa alam semesta kita masih baru/muda. Anggaplah bila alam semesta kita ini sudah tua, pasti setiap galaksi itu sudah saling menjauh, atau bahkan sudah tidak bisa teramati oleh teleskop biasa.
Dengan mengamati pergerakan atau lama (rentang waktu) galaksi yang saling menjauhi, kita akan mendapatkan awal waktu (t) dimana ekspansi tersebut dimulai. Dan dengan mengetahui waktu tersebut kita bisa membuat pekiraan umur alam semesta.
Untuk menghitung umur alam semesta, perlu diketahui rumus hukum Hubble :
v = H0 D
Dengan v adalah kecepatan ekspansi, H0 merupakan konstanta Hubble, dan D adalah jarak antara kedua galaksi (galaksi - observer). Nilai konstanta Hubble saat ini adalah 72.1 ± 2.0 km s-1/Mpc. Nilai tersebut didapatkan melalui pengukuran Hubble Space Telescope and Gaia EDR3, yang teramati pada 16 Desember 2020. Untuk mempermudah perhitungan, anggap saja Hubble Constant bernilai 72.
Sama pada umumnya, untuk menghitung waktu dapat menggunakan rumus t = D / v. Nah, karena waktu—dalam artian lain 'usia' sudah ditemukan. Tinggal dimasukin deh :
t = D / v
t = D / (H0 D)
t = 1 / H0
t = 1 / 72 km s-1/Mpc
Nah, disini kita konversikan dulu satuannya. Dalam astronomi, Mpc merupakan singkatan Megaparsec, 1 Mpc = 3.08 x 1019 km. Tinggal kita bagi antara 72 km s-1 / 3.08 x 1019 km, maka didapatkan hasil 2.34 x 10-18 s-1. Kita lanjut lagi :
t = 1 / 2.34 x 10-18 s-1
t = 4.3 x 1017 s-1
Jadi, umur alam semesta kita sekarang ini adalah 4.3 x 1017 s-1. Atau, bila dinyatakan dalam tahun :
1 tahun (365 x 24 x 60 x 60) = 3.15 x 107 s
t = (4.3 / 3.15) x 10(17-7)
t = 13.6 billion years old
Maka, kita dapatkan umur alam semesta berkisar 13.6 miliar tahun.
Referensi :
- Hubble's law
- img1 credit : https://www.pnas.org/content/112/11/3173