Light seconds, light years, light centuries: How to measure extreme distances - Yuan-Sen Ting

Translator: Rommy Rustami Reviewer: Prameswari Rahmanu

Light is the fastest thing we know.

Cahaya merupakan hal tercepat yang kita tahu.

It's so fast that we measure enormous distances

Saking cepatnya jadi kita bisa mengukur jarak yang cukup jauh

by how long it takes for light to travel them.

dengan mengukur berapa lama cahaya menempuhnya.

In one year, light travels about 6,000,000,000,000 miles,

Dalam satu tahun, cahaya menempuh sekitar 6.000.000.000.000 mil,

a distance we call one light year.

sebuah jarak yang kita sebut satu tahun cahaya.

To give you an idea of just how far this is,

Sebagai gambaran seberapa jauhnya hal ini,

the Moon, which took the Apollo astronauts four days to reach,

Bulan dapat dicapai oleh astronot Apollo dalam empat hari,

is only one light-second from Earth.

tapi hanya satu detik cahaya dari Bumi.

Meanwhile, the nearest star beyond our own Sun is Proxima Centauri,

Sedangkan bintang paling dekat, selain Matahari, disebut Proxima Centauri,

4.24 light years away.

berjarak 4,24 tahun cahaya.

Our Milky Way is on the order of 100,000 light years across.

Galaksi Bima Sakti kita terentang sejauh 100.000 tahun cahaya.

Galaksi yang terdekat, Andromeda,

The nearest galaxy to our own, Andromeda,

is about 2.5 million light years away

berjarak sekitar 2,5 juta tahun cahaya.

Space is mind-blowingly vast.

Luar angkasa merupakan sesuatu yang sangat besar.

But wait, how do we know how far away stars and galaxies are?

Tapi bagaimana kita tahu jarak antara bintang-bintang dan galaksi?

After all, when we look at the sky, we have a flat, two-dimensional view.

Padahal ketika kita lihat langit, kita melihat tampilan datar 2 dimensi.

If you point you finger to one star, you can't tell how far the star is,

Jika Anda menunjuk satu bintang, Anda tidak bisa mengetahui jaraknya,

so how do astrophysicists figure that out?

jadi bagaimana para astro-fisikawan menentukan jarak tersebut?

For objects that are very close by,

Untuk benda-benda yang sangat dekat,

we can use a concept called trigonometric parallax.

kita bisa menggunakan konsep yang disebut paralaks trigonometri.

The idea is pretty simple.

Idenya cukup sederhana.

Let's do an experiment.

Ayo, kita buat percobaan.

Stick out your thumb and close your left eye.

Acungkan jempol Anda dan tutup mata kiri Anda.

Now, open your left eye and close your right eye.

Lalu buka mata kiri Anda dan tutup mata kanan Anda.

It will look like your thumb has moved,

Anda lihat jempol Anda seperti bergerak,

while more distant background objects have remained in place.

sedangkan obyek di latar yang lebih jauh sepertinya tidak bergerak.

Konsep yang sama dapat diterapkan saat kita melihat bintang,

The same concept applies when we look at the stars,

but distant stars are much, much farther away than the length of your arm,

tapi jarak bintang amat sangat jauh jika dibandingkan panjang tangan Anda,

and the Earth isn't very large,

dan Bumi juga tidak terlalu besar,

so even if you had different telescopes across the equator,

walaupun Anda punya banyak teleskop berbeda di sepanjang ekuator,

you'd not see much of a shift in position.

Anda tidak bisa melihat perubahan dalam posisi.

Instead, we look at the change in the star's apparent location over six months,

Malahan, kita melihat perubahan lokasi bintang selama enam bulan,

the halfway point of the Earth's yearlong orbit around the Sun.

setengah dari waktu yang dibutuhkan Bumi untuk mengelilingi matahari.

When we measure the relative positions of the stars in summer,

Ketika kita mengukur posisi relatif bintang pada musim panas,

and then again in winter, it's like looking with your other eye.

dan kemudian pada musim dingin, ini seperti melihat dengan mata yang beda.

Nearby stars seem to have moved against the background

Bintang yang dekat seperti bergerak berlawanan dengan latar,

of the more distant stars and galaxies.

yaitu bintang yang lebih jauh dan galaksi.

But this method only works for objects no more than a few thousand light years away.

Tapi metode ini hanya untuk obyek yang tidak lebih dari beberapa tahun cahaya.

Beyond our own galaxy, the distances are so great

Diluar galaksi kita, jaraknya amat sangat jauh

that the parallax is too small to detect with even our most sensitive instruments.

jadi paralaks menjadi sedemikian kecilnya bahkan dengan instrumen paling sensitif.

So at this point we have to rely on a different method

Jadi untuk hal ini kita harus mengandalkan metode berbeda

using indicators we call standard candles.

menggunakan indikator yang kita sebut lilin standar.

Standard candles are objects whose intrinsic brightness, or luminosity,

Lilin standar merupakan obyek yang dapat mengeluarkan cahaya,

we know really well.

yang kita benar-benar tahu.

For example, if you know how bright your light bulb is,

Contohnya, jika Anda tahu seterang apa lampu bohlam Anda,

and you ask your friend to hold the light bulb and walk away from you,

dan Anda minta teman Anda untuk memegang lampu bohlam itu lalu menjauh,

you know that the amount of light you receive from your friend

Anda akan tahu terangnya lampu itu untuk menyinari Anda

will decrease by the distance squared.

akan berkurang seiring dengan jarak yang menjauh.

So by comparing the amount of light you receive

Dengan membandingkan jumlah cahaya yang diterima

to the intrinsic brightness of the light bulb,

dengan terangnya lampu bohlam tadi,

you can then tell how far away your friend is.

Anda akan dapat memperkirakan seberapa jauh teman Anda.

In astronomy, our light bulb turns out to be a special type of star

Di Astronomi, 'lampu bohlam' kita adalah satu tipe bintang spesial

called a cepheid variable.

yang disebut Variabel Cepheid.

These stars are internally unstable,

Bintang-bintang ini sangat tidak stabil,

like a constantly inflating and deflating balloon.

seperti balon yang terus terbakar dan mengempis.

And because the expansion and contraction causes their brightness to vary,

Dan karena ekspansi serta kontraksi memicu tingkat cahaya yang bervariasi,

we can calculate their luminosity by measuring the period of this cycle,

kita dapat menghitung terangnya bintang dengan mengukur waktu dari siklus ini,

with more luminous stars changing more slowly.

dengan terang bintang lainnya yang berubah perlahan.

Dengan membandingkan cahaya dari bintang-bintang ini

By comparing the light we observe from these stars

to the intrinsic brightness we've calculated this way,

terhadap terangnya bintang yang telah kita hitung,

we can tell how far away they are.

kita dapat memperkirakan jarak mereka.

Unfortunately, this is still not the end of the story.

Sayangnya, ini bukan akhir dari cerita.

We can only observe individual stars up to about 40,000,000 light years away,

Kita hanya dapat menghitung bintang dengan jarak terjauh 40 juta tahun cahaya,

after which they become too blurry to resolve.

setelah jarak itu mereka menjadi terlalu buram untuk diamati.

But luckily we have another type of standard candle:

Namun untungnya kita mempunyai lilin standar yang lain:

the famous type 1a supernova.

Supernova tipe 1a yang terkenal.

Supernovae, giant stellar explosions are one of the ways that stars die.

Supernova adalah ledakan bintang maha dahsyat dan

merupakan salah satu cara bagi bintang untuk mati.

These explosions are so bright,

Ledakan ini sangat menyilaukan,

that they outshine the galaxies where they occur.

sehingga menyinari galaksi-galaksi di sekelilingnya.

So even when we can't see individual stars in a galaxy,

Meskipun kita tidak bisa melihat bintang-bintang di sebuah galaksi,

we can still see supernovae when they happen.

kita tetap dapat melihat supernova saat mereka terjadi.

And type 1a supernovae turn out to be usable as standard candles

Dan Supernova tipe 1a ternyata dapat digunakan sebagai lilin standar

because intrinsically bright ones fade slower than fainter ones.

karena amat sangat terang dan meredup lebih lambat.

Through our understanding of this relationship

Melalui pemahaman kita akan hubungan

between brightness and decline rate,

antara terang dan tingkat pengurangannya,

we can use these supernovae to probe distances

kita dapat menggunakan supernova untuk

up to several billions of light years away.

memperkirakan jarak hingga beberapa miliar tahun cahaya.

But why is it important to see such distant objects anyway?

Tapi mengapa penting untuk menentukan jarak yang cukup jauh ini?

Well, remember how fast light travels.

Yah, ingat seberapa cepat cahaya menempuh jarak.

For example, the light emitted by the Sun will take eight minutes to reach us,

Sebagai contoh, cahaya matahari butuh waktu 8 menit untuk sampai di Bumi,

which means that the light we see now is a picture of the Sun eight minutes ago.

jadi sinar matahari yang kita lihat adalah sinar matahari 8 menit yang lalu.

When you look at the Big Dipper,

Ketika Anda melihat rasi bintang Big Dipper,

you're seeing what it looked like 80 years ago.

Anda melihat tampilan 80 tahun yang lalu.

And those smudgy galaxies?

Dan galaksi-galaksi ini?

They're millions of light years away.

Mereka berjarak jutaan tahun cahaya.

It has taken millions of years for that light to reach us.

Butuh waktu jutaan tahun cahaya bagi cahaya dari galaksi tersebut untuk kemari.

So the universe itself is in some sense an inbuilt time machine.

Jadi alam semesta, dalam beberapa hal, dibuat seperti mesin waktu.

The further we can look back, the younger the universe we are probing.

Lebih jauh kita melihat ke belakang, lebih muda umur alam semesta.

Astrophysicists try to read the history of the universe,

Para astro-fisikawan berupaya membaca sejarah alam semesta,

and understand how and where we come from.

dan memahami bagaimana dan darimana asal kita.

The universe is constantly sending us information in the form of light.

Alam semesta terus mengirimi kita informasi dalam bentuk cahaya.

All that remains if for us to decode it.

Tinggal kita yang berupaya memecahkannya.