"We wish to know not just the structure of Nature (and how natural

"We wish to know not just the structure of Nature (and how natural phenomena
are played out), but insofar as we can, we wish to attain a daring and perhaps
utopian goal -- to learn why Nature is just the way it is, and not otherwise..."
Albert Einstein
Pendahuluan
Pertanyaan Albert Einstein diatas menembus hal fundamental selain sekadar
penjelasan ilmiah atas struktur dan dinamika alam semesta. Lantas menjadikan
manusia kembali bertanya-tanya, mengapa kita perlu dan penting untuk
mempelajari alam semesta?. Kerap kali pertanyaan-pertanyaan berikut juga
mengusik pikiran: mengapa massa elektron harus me = 0,5 MeV ? atau mengapa
kuat interaksi gravitasi sebanding dengan r-2 ?
Manusia hidup di sebuah planet bernama bumi. Bumi sendiri merupakan
salah satu anggota tata surya (solar system). Dan tata suya tempat hidup kita ini
terdapat di sebuah galaksi yang bernama bimasakti (milky way). Demikian pula
galaksi bimasakti ternyata masih harus bergerak mengelilingi super galaksi yang
jauh lebih besar yang juga bukanlah ruang semesta yang terbesar. Dapatlah
dibayangkan betapa luasnya alam semesta ini. Sejauh ini, masih sedikit yang
dapat manusia ketahui tentang alam semesta, dan nun jauh diluar sana terdapat
banyak misteri tentang kehidupan.
Sebab manusia juga merupakan bagian dari alam semesta, maka
mempelajari alam semesta merupakan hal penting bagi manusia untuk mengetahui
bagaimana sebenarnya kehidupan ini dan posisi manusia di jagat raya yang
mahaluas. Sehingga, kita dapat mengetahui bagaimana asal muasal terbentuknya
alam semesta, fenomena-fenomena yang terjadi selama kehidupan ini
berlangsung, hingga pada pertanyaan filosofis ’untuk apa alam semesta yang
mahaluas ini ada?’. Dibarengi dengan keindahan atas hasil-hasil pengamatan dan
perhitungan pada alam semseta, dan sekaligus menunjukkan keagungan dari Sang
Pencipta, semakin menjadikan manusia tertarik untuk menelusurinya.
Sebagian manusia mencoba menjelaskan keadaan alam semesta yang kita
amati ini, dengan mengajukan penjelasan asas antropik. Asas antropik
mengatakan bahwa alam semesta ini begitu adanya seperti yang kita amati, karena
jika tidak, maka tidak akan ada manusia yang mempertanyakannya. Asas antropik
tidak menjawab secara langsung semua pertanyaan manusia mengenai alam
semesta ini. Dan tentu saja asas antropik menjadi perwujudan manusia yang tidak
mengenal Tuhan. Sebagian manusia yang lain berbeda pendapat, dan
memasukkan unsur Tuhan dalam cara pandangnya sebagai akhir simpulan.
Penelusuran tentang alam semesta akhirnya menjadi juga penelusuran akan
hakikat manusia eksis di muka bumi yang lebih menyentuh ranah filosofis dan
agama.
Selama ini, setidaknya dikenal terdapat dua cabang ilmu dasar yang
mempelajari alam semesta, yaitu astronomi dan kosmologi. Astronomi adalah
ilmu yang mempelajari benda-benda luar angkasa dan gejala-gejalanya,
sedangkan kosmologi mempelajari bagaimana asal muasal dan komposisi alam
semesta ini. Seiring perkembangan peradaban manusia, kedua cabang ilmu ini
juga mengalami perubahan dan kemajuan sesuai masanya.
Beberapa Teori Mengenai Alam Semesta
Pemikiran tentang alam semesta sudah ada sejak peradaban manusia muncul. Hal
ini dapat dilihat dari artefak budaya peninggalan kerajaan-kerajaan tua seperti
Sumeria, Mesir Kuno, Mesopotamia, Maya, dan Inca. Sejak dulu, perdebatan
mengenai asal muasal alam semesta selalu menyedot perhatian dan berlangsung
dalam fase waktu yang panjang.
Alam Semesta yang Geosentris. Dengan hanya melihat ke arah langit saja,
adalah mungkin bagi kita mengatakan bahwa bumi itu tidak berputar dan
merupakan pusat alam semesta. Ptolomeus pun menggunakan suatu alat bernama
bulatan armillary yang merupakan alat yang menjelaskan gerakan benda langit
secara tiga dimensi. Pemikiran alam semesta yang geosentris ini ternyata
mempunyai masalah. Terlihat dari perilaku tidak rasional pada beberapa planet
yang terkadang tampak diam atau bergerak mundur di belakang bintang. Pada
masa itu orang-orang masih menganggapnya sebagai perbuatan para dewa.
Hingga muncullah pengertian episiklus yang mengatakan bahwa planet bergerak
dalam lingkaran kecil (episiklus) pada orbitnya ketika mengelilingi bumi.
Pandangan ini hampir 1600 tahun bertahan!
Alam Semesta yang Heliosentris. Nicholas Copernicus mengatakan
bahwa mataharilah sebagai pusat alam semesta dalam bukunya De Revolutionibus
Orbium Coelestium (mengenai revolusi orbit langit) yang mengubah persepsi
tentang alam semesta. Tetapi karena pada saat itu pendapatnya bertentangan
dengan agama protestan dan katolik mengenai pusat alam semesta ini, Copernicus
pun dihukum mati. Copernicus beranggapan bahwa alam semesta yang tidak
teratur inilah yang menyebabkan ia berpikir bahwa bumi bukanlah pusat alam
semesta. Lambat laun, seiring dengan semakin rasionalnya masyarakat Barat saat
itu, pandangan ini yang dapat diterima. Penguatan teori ini telah dilakukan oleh
Johannes Keppler atas hasil-hasil pengamatannya yang sangat teliti atas
pergerakan benda-benda langit (selain juga disandarkan atas catatan hasil
pengamatan yang sangat baik oleh Tycho Brahe), Galileo Galilei dengan
pengamatan teleskopnya, dan Isaac Newton yang mengembangkan teori gravitasi.
Kemudian, bagaimana dengan asal mula pembentukan alam semesta ini?
Dalam kosmologi terdapat teori yang dikenal dengan Big Bang yang berarti
ledakan besar. Big bang merupakan proses pengembangan ruang-waktu yang
berasal dari sesuatu yang sangat padat dan panas hingga akhirnya mengembang.
Terdapat dua kelompok peneliti yang terdiri dari ilmuwan Inggris, Australia dan
Amerika. Mereka berhasil membuat peta tiga dimensi dari sekitar 266.000 galaksi
dan membandingkan data yang mereka peroleh dengan Radiasi Latar Alam
Semesta (alam semesta akan terisi dengan radiasi yang merupakan sisa-sisa panas
dari Big Bang) serta membuat penemuan-penemuan penting. Para ilmuwan ini
membenarkan teori Big Bang bahwa alam semesta ini berasal dari kondisi
ketiadaan dengan volume mendekati nol dan memiliki kerapatan yang tak
terhingga. Teori big bang mengatakan bahwa alam semesta ini tidaklah bersifat
statis, melainkan terus bergerak mengembang. Hal ini diperkuat dengan penemuan
Edwin Hubble dan teleskop raksasanya yang mengamati bintang-bintang.
Menurut hukum fisika yang ada, apabila spektrum dari sumber cahaya mendekati
warna ungu berarti bintang bergerak mendekati kita dan apabila mendekati warna
merah berarti bintang bergerak menjauhi kita. Selama pengamatannya, Hubble
menemukan bahwa cahaya dari bintang-bintang cenderung mendekati warna
merah. Hal ini membuktikan bahwa bintang-bintang terus bergerak menjauhi kita.
Alam semesta kita sedang memuai!
Fenomena-Fenomena Alam Semesta
Selain manusia dihadapkan pada upaya penjelasan atas asal-muasal dan dinamika
alam semesta, manusia sesungguhnya juga mengalami beberapa fenomena
langsung yang dapat dirasakan dari permukaan bumi, baik dengan mata telanjang
maupun dengan peralatan canggih.
Penampakan Bulan. Bulan merupakan satu-satunya satelit alami milik
Bumi. Jaraknya dari Bumi sekitar 384.000 km dan berdiameter sekitar 3.474 km.
Di Bulan tidak terdapat udara maupun air. Cahaya bulan yang selalu kita lihat
bukan berasal dari bulan itu sendiri, melainkan hasil dari pantulan cahaya
matahari. Bulan berada dalam orbit sinkron, sehingga hanya satu sisi permukaan
Bulan saja yang tampak dari bumi sedangkan sisi permukaannya yang lain tidak
bisa kita amati dari sini. Asal usul bulan belum diketahui secara pasti, tetapi para
ilmuwan meyakini bahwa bulan berasal dari tubrukan antara bumi dan planet kecil
yang terjadi milyaran tahun yang lalu, dan menghasilkan sejumlah debu yang
mengorbit pada bumi hingga akhirnya mengumpul menjadi bulan. Gaya gravitasi
bulan menyebabkan pasang surut air laut yang terjadi di bumi. Pengetahuan
tentang pasang surut air laut sangat diperlukan manusia untuk hal seperti
transportasi laut, berbagai kegiatan di pelabuhan, dan pembangunan di daerah
sekitar pesisir laut. Yang paling bermanfaat dari pasang surut ini adalah
penggunaan ernergi alternatif yang ramah linkungan dan yang paling penting kita,
mendapatkannya secara gratis dari alam.
Aurora. Merupakan fenomena berupa cahaya yang menyala-nyala dan
terdapat pada langit. Aurora terjadi di daerah sekitar kutub utara dan kutub
selatan. Disebabkan oleh adanya interaksi antara medan magnetik yang dimiliki
bumi dengan partikel bermuatan yang dipancarkan oleh matahari (angin
matahari). Angin matahari terpancar dan menyebar luas dari lapisan atmosfer
matahari yang paling luar yaitu korona. Aurora yang terjadi di kutub utara disebut
dengan Aurora Borealis yang dinamai untuk memberkahi Dewi Fajar Roma,
Aurora dan nama Yunani untuk angin utara, Boreas. Aurora tidak memberikan
efek negatif terhadap bumi, malahan menjadi suatu pemandangan langka yang
sangat indah karena aurora jarang muncul. Aurora terjadi antara September,
Oktober, Maret dan April.
Meteor. Benda langit yang lazim disebut sebagai bintang jatuh ini
dipercaya beberapa orang bisa mengabulkan permintaan jika memohon pada saat
melihat meteor itu melintas. Sebagian besar meteor bergerak sebagai kilasan yang
cepat. Tapi beberapanya dapat kita amati rangkaian lintasannya ketika melintasi
Bumi.
Komet. Benda langit yang mengelilingi Matahari. Komet mempunyai ekor
yang kian panjang bila mendekati Matahari. Hal ini disebabkan adanya gesekangesekan atom-aom di udara sehingga memunculkan cahaya dan membentuk ekor.
Komet merupakan bongkahan seperti lapisan batu. Contohnya adalah komet
Lulin. Pada tahun 1996 seorang anak dari Cina bernama Quanzhi Ye melihat
sesuatu dari teleskop kecilnya, ia melihat sesuatu yang sangat indah dan itu
merupakan komet. Ia berpikir bahwa ialah orang yang pertama kalinya melihat
meteor itu, tapi ternyata sudah ada yang melihatnya dan melaporkannya yaitu
Hale dan Bopp. Sehingga ia bertekad untuk menemukan kometnya sendiri.
Akhirnya ketika ia menjadi mahasiswa dan sedang mengamati langit sambil
memfotonya, ia menemukan sesuatu yang cantik dan bercahaya hijau. Tentu saja
itu adalah komet. Lalu ia pun menamainya komet Lulin sesuai dengan nama
observatorium tempat foto itu diambil.
Lubang Hitam (Black Hole). Merupakan materi gelap yang gravitasinya
super kuat bahkan cahaya pun tidak dapat lolos darinya. Seorang ilmuwan
astrofisika terkenal Stephen Hawking yang telah 30 tahun mempertahankan
pemikirannya bahwa informasi dari materi yang tersedot oleh black hole akan
menghilang dan mengalir menuju jagat raya baru telah mengatakan bahwa
pemikirannya selama ini adalah salah. Hal ini berkaitan dengan teori fisika
kuantum yang mengatakan bahwa materi dan energy tidak bisa dihancurkan.
Sehingga informasi dari materi yang tersedot oleh black hole haruslah masih
tersimpan dan akan terpancar dengan tercerai-berai. Hawking mengatakan telah
menyesal karena membuat para penggemar fiksi ilmiah kecewa, karena tidaklah
mungkin menggunakan black hole untuk menuju ke jagat raya yang lain.
Upaya Manusia Dalam Mengeksplorasi Alam Semesta
Dari pertanyaan mendasar tentang alam semesta, hingga fenomena-fenomena
yang dapat diamati dan dirasakan dibumi, maka hampir tidak ada manusia yang
tidak tergelitik untuk melangkah lebih jauh dan terpukau melihat keindahannya.
Dengan mengamati pergerakan dari matahari, bulan dan bintang, para pengamat
zaman dahulu menyadari bahwa gerakan yang berulang itu menjadikan langit
sebagai penunjuk waktu yaitu siang dan malam serta menandai pergantian musim.
Stonehenge misalnya, merupakan monumen kuno di Inggris yang merupakan
bukti adanya pengamatan astronomi sejak dulu. Para astronom kuno juga
menggunakan suatu alat yang disebut dengan astrolab untuk mengukur ketinggian
matahari atau bintang yang akan diterapkan pada penetapan kalender.
Sejak zaman Babylonia orang yang menatap langit yakin bahwa suatu
pesan yang mengungkap rahasia masa lalu dan masa depan. Sehingga astrologi
(astron = bintang, logos = ilmu) menjadi bagian penting dalam kehidupan orangorang zaman dahulu. Terbentuklah 12 rasi bintang yang memperlihatkan
bagaimana posisi bintang dan planet pada saat kelahiran seseorang. Mereka
percaya bahwa pola-pola itu menentukan nasib-nasib seperti karier, kesehatan,
dan asmara. Namun tidak ada bukti bahwa hal ini menentukan nasib kehidupan
seseorang. Para astronom menyebutkan bahwa astrologi adalah takhayul.
Dengan kemajuan teknologi manusia zaman sekarang, tidak mustahil lagi
untuk manusia untuk berkomunikasi dengan orang lain yang jaraknya sangat jauh
atau melihat secara langsung bagaimana keadaan di negara belahan bumi lain.
Begitupun dengan khayalan-khayalan orang jaman dahulu untuk bisa keluar dari
bumi dan menjelajahi luar angkasa yang luasnya tidak bisa kita jangkau.
Pada tanggal 12 April 1961, Uni Soviet berhasil memberangkatkan
seorang kosmonot yang bernama Yuri Gagarin keluar bumi untuk mengitari bumi
secara penuh. Ia mengemudikan pesawat angkasa berbobot 5 ton yang disebut
Vostok 1. Lalu pada tanggal 21 Juli 1969 seorang astronaut asal Amerika berhasil
menjajakan kakinya di permukaan bumi. Ucapannya yang terkenal, Inilah sebuah
langkah kecil bagi [seorang] manusia, satu langkah besar bagi kemanusiaan.
Semua hal ini sebenarnya didasari dengan perang dingin antar Amerika dan Uni
Soviet. Setelah meledaknya pesawat ulang alik Challenger pada tahun 1986 dan
munculnya masalah pada cermin yang dimiliki teleskop Hubble perang dingin pun
berakhir karena banyak orang yang berpikir bahwa tidak ada gunanya bersaing
dalam hal antariksa ketika perekonomian di bumi sedang sulit. Namun hal ini
tidak menyebabkan manusia untuk terus melakukan berbagai riset dan penemuan
bahkan telah meningkatkan teknologi dalam kehidupan kita.
Seiring dengan pekembangan penemuan-penemuan dari dulu hingga
sekarang, telah diketahui bahwa kita berada di sebuah galaksi bernama bimasakti
dan bumi merupakan salah satu anggota tata surya dengan satu matahari. Tata
surya kita terdiri dari matahari, merkurius, venus, bumi, mars, jupiter, saturnus,
dan uranus. Komposisi serta keadaan semua planet tersebut telah di telusuri oleh
manusia. Hanya planet bumilah tempat tinggal yang paling mungkin untuk
mahluk hidup seperti kita. Sekarang sudah ada sekitar 400 planet yang ditemukan
para pakar astronomi. Planet-planet tersebut terletak diluar tata surya kita,
sehingga disebut exoplanet atau extrasolar. Para pakar astronomi masih
berkeyakinan bahwa terdapat planet yang menyerupai bumi dan terdapat sumber
kehidupan. Planet layak huni di katakan jika terdapat di suatu daerah pada rentang
jarak tertentu dari bintang induknya (matahari, jika pada tata surya kita), dimana
temperaturnya efektif dan memungkinkan untuk air berbentuk fase cair, stabilitas
orbitnya, serta komposisi atmosfernya. Akan tetapi sebagian besar dari exoplanet
terdiri dari gas raksasa dan menyerupai planet Jupiter.
Sebagai contoh yang mengejutkan adalah ditemukannya planet Gliese
581c yang memungkinkan adanya air. Planet ini merupakan planet keempat dari
sistem bintang Gliese 581. Sistem bintang Gliese 581 terdapat pada rasi Libra.
Bintang Gliese 581 merupakan bintang rendah sehingga memungkinkan adanya
planet bermassa rendah yang mengorbitnya. Planet Gliese 581c mengorbit
bintang induk berjarak 20,5 tahun cahaya hanya dalam 3,15 hari dan bermassa 1,9
massa bumi. Pengamatan planet ini dilakukan dengan menggunakan spektograf
HARPS yang dipasang pada teleskop 3.6 meter milik ESO di La Silla, Chili.
Penjelajahan planet ini pun memiliki tantangan karena tidak pernah diamati secara
langsung. Tetapi tidak mematahkan semangat para peneliti untuk terus maju.
Menurut anggota tim peneliti Xavier Delfosse: Karena temperatur dan relatif
dekatnya, planet ini akan menjadi target paling penting dalam misi luar angkasa
di masa depan yang untuk mencari kehidupan luar angkasa. Dalam peta harta
karun angkasa luar, kita akan tergiur untuk menandai planet ini dengan tanda X.
Dan penjelajahan untuk menemukan planet-planet baru pun terus berlanjut.
Eksplorasi Manusia yang Semakin Menjadi-Jadi
Manusia semakin haus akan teknologi-teknologi mutakhir. Pada tahun 1998, Eric
C. Anderson bersama para pengusaha dari badan antariksa membangun satusatunya perusahaan bernama Space Adventures yang merupakan perusahaan yang
menawarkan paket untuk berwisata ke luar angkasa. Anderson optimis di masa
depan manusia akan dengan mudah untuk pergi ke luar angkasa. Turis yang
membayar untuk wisata ini akan dibawa dengan Soyuz dan didampingi oleh para
kosmonot. Sudah ada enam klien turis angkasa yang pergi ke luar angkasa melalui
perusahaan ini. Biayanya memang hanya bisa dibayarkan oleh para orang kaya di
dunia. Contohnya saja Richard Garriott salah seorang klien Space Adventures
yang merupakan anak dari mantan astronot mau membayar seharga USD 30 juta
untuk perjalanan luar angkasanya. Perusahaan ini menawarkan beberapa paket
wisata yaitu, Lunar Mission, Orbital Spaceflight, Suborbital Spaceflight, dan Zero
Gravity Flights. Yang paling menarik adalah Lunar Mission, ini merupakaan
penjelajahan menuju Bulan dengan biaya USD 100 miliar. Sang turis akan dibawa
menjelajah jauh ke bagian-bagian dari Bulan, ia pun akan ikut terdaftar dalam
penjelajahan terhebat seperti yang dikatakan oleh Buzz Aldrin seorang astronaut,
“This mission is a unique opportunity for a private citizen to become one of the
great explorers of the 21st Century."
NASA, yang merupakan badan antariksa milik AS hanya diam saja
melihat adanya perusahaan ini. NASA mengatakan bahwa orang yang pergi ke
luar angkasa haruslah orang yang sudah professional dan terlatih. Karena jika
sang turis itu melakukan sesuatu perbuatan yang tidak harusnya dilakukan, akan
mencelakai kosmonot yang mendampinginya begitu pun sebaliknya.
Selain itu, terdapat juga sebuah perusahaan penerbangan bernama Virgin
Galatic yang baru saja dibuka pada awal tahun oleh Ratu Norwegia, Sonya.
Perusahaan ini menawarkan perjalanan ke luar angkasa dengan menggunakan
pesawat luar angkasa keluaran perusahaan tersebut. Orang yang berminat, harus
membayar sebesar USD 200 ribu. Perjalanan hanya memakan waktu dua jam dan
akan dimulai pada tahun 2010 di New Mexico.
Manusia dan Alam Semesta di Masa Depan
Seperti halnya manusia zaman dahulu kala berkahyal mengenai adanya kapal
selam, sekarang kapal selam bukanlah khayalan lagi tetapi benda nyata yang
sedemikian rupa dibuat oleh manusia. Kini muncul didalam benak, apakah
mungkin manusia melakukan penerbangan secara bebas di luar angkasa seperti
dalam film Star Trek terbaru dimana James dan Spock sang pemeran utama harus
bertarung melawan bangsa Romulan yang datang dari masa depan karena tersedot
oleh black hole. Dengan serunya mereka menjalankan pesawat ulang alik yang
dilengkapi dengan berbagai senjata. Mungkinkah itu terjadi? Apakah memang ada
mahluk lain di luar sana? Saat ini hal itu menjadi pertanyaan-pertanyaan dalam
benak para ilmuwan dan khalayak awam.
Pada tahun 1974, Francis Drake dan Carl Sagan dari SETI mengirimkan
Arecibo Messege, yang berisi 1679 digit bilangan biner, yang ditembakkan ke
arah cluster galaksi M13. Pesan itu berisi informasi tentang keberadaan manusia
di Bumi, berikut komposisi udara, letak bumi, bentuk manusia, jumlah DNA, dan
alat pemancar pesan tersebut. Ajaibnya, pada tahun 2001, terdapat pesan balasan
di sebuah ladang dekat pusat pemantauan antariksa di Inggris yang berupa crop
crircle. Urutan pesanyang disampaikan sangat mirip, hanya informasi di dalamnya
yang berbeda. Bentuk makhluk dan pemancar pesan yang digunakan, sangat jelas
terlihat berbeda. Benarkah kita akan sampai pada era penjelajahan antar bintang
yang memungkinkan kita bersosialisasi dengan makhluk lain?
Disisi lain, ilmu fisika juga berkembang pesat dengan teori-teori baru yang
dapat mengembangkan alternatif perspektif baru dalam penelusuran alam semesta.
Alat-alat teknologi juga semakin canggih: komputer yang hebat dengan motode
komputasi yang pesat berkembang, plus perkembangan ilmu baru seperti ilmu
kompleksitas, akan sangat membantu manusia mendapatkan jawaban lebih baik
akan misteri alam semesta ini.
Dimasa depan, manusia mungkin akan merevisi kembali jawaban atas
pertanyaan-pertanyaan fundamental manusia yang sangat filosofis dan menembus
batas-batas spiritualitas dalam kaitan dengan alam semesta. Saat ini, semua masih
banyak dalam selimut misteri. Namun, capat atau lambat, percayalah, manusia
akan sampai pada masa itu!
Daftar Pustaka