Black Holes

Lubang hitam

Lubang hitam adalah sebuah pemusatan massa yang cukup besar sehingga menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar. Gaya gravitasi yang sangat besar ini mencegah apa pun lolos darinya kecuali melalui perilaku terowongan kuantum. Medan gravitasi begitu kuat sehingga 8kecepatan lepas di dekatnya mendekati kecepatan cahaya. Tak ada sesuatu, termasuk radiasi elektromagnetik yang dapat lolos dari gravitasinya, bahkan cahaya hanya dapat masuk tetapi tidak dapat keluar atau melewatinya, dari sini diperoleh kata "hitam". Istilah "lubang hitam" telah tersebar luas, meskipun ia tidak menunjuk ke sebuah lubang dalam arti biasa, tetapi merupakan sebuah wilayah di angkasa di mana semua tidak dapat kembali. Secara teoritis, lubang hitam dapat memliki ukuran apa pun, dari mikroskopik sampai ke ukuran alam raya yang dapat diamati.

Landasan Teori

Lukisan rekaan dari lubang hitam di depan galaksi Bima Sakti yang bermassa 10x massa matahari kita, dilihat dari jarak 600 km.

Teori adanya lubang hitam pertama kali diajukan pada abad ke-18 oleh John Michell and Pierre-Simon Laplace, selanjutnya dikembangkan oleh astronom Jerman bernama Karl Schwarzschild, pada tahun 1916, dengan berdasar pada teori relativitas umum dari Albert Einstein, dan semakin dipopulerkan oleh Stephen William Hawking. Pada saat ini banyak astronom yang percaya bahwa hampir semua galaksi dialam semesta ini mengelilingi lubang hitam pada pusat galaksi.
Adalah John Archibald Wheeler pada tahun 1967 yang memberikan nama "Lubang Hitam" sehingga menjadi populer di dunia bahkan juga menjadi topik favorit para penulis fiksi ilmiah. Kita tidak dapat melihat lubang hitam akan tetapi kita bisa mendeteksi materi yang tertarik / tersedot ke arahnya. Dengan cara inilah, para astronom mempelajari dan mengidentifikasikan banyak lubang hitam di angkasa lewat observasi yang sangat hati-hati sehingga diperkirakan di angkasa dihiasi oleh jutaan lubang hitam.

• Asal Mula Lubang Hitam

Lubang Hitam tercipta ketika suatu obyek tidak dapat bertahan dari kekuatan tekanan gaya gravitasinya sendiri. Banyak obyek (termasuk matahari dan bumi) tidak akan pernah menjadi lubang hitam. Tekanan gravitasi pada matahari dan bumi tidak mencukupi untuk melampaui kekuatan atom dan nuklir dalam dirinya yang sifatnya melawan tekanan gravitasi. Tetapi sebaliknya untuk obyek yang bermassa sangat besar, tekanan gravitasi-lah yang menang.

• Pertumbuhannya

Massa dari lubang hitam terus bertambah dengan cara menangkap semua materi didekatnya. Semua materi tidak bisa lari dari jeratan lubang hitam jika melintas terlalu dekat. Jadi obyek yang tidak bisa menjaga jarak yang aman dari lubang hitam akan terhisap. Berlainan dengan reputasi yang disandangnya saat ini yang menyatakan bahwa lubang hitam dapat menghisap apa saja disekitarnya, lubang hitam tidak dapat menghisap material yang jaraknya sangat jauh dari dirinya. dia hanya bisa menarik materi yang lewat sangat dekat dengannya. Contoh : bayangkan matahari kita menjadi lubang hitam dengan massa yang sama. Kegelapan akan menyelimuti bumi dikarenakan tidak ada pancaran cahaya dari lubang hitam, tetapi bumi akan tetap mengelilingi lubang hitam itu dengan jarak dan kecepatan yang sama dengan saat ini dan tidak terhisap masuk kedalamnya. Bahaya akan mengancam hanya jika bumi kita berjarak 10 mil dari lubang hitam, dimana hal ini masih jauh dari kenyataan bahwa bumi berjarak 93 juta mil dari matahari. Lubang hitam juga dapat bertambah massanya dengan cara bertubrukan dengan lubang hitam yang lain sehingga menjadi satu lubang hitam yang lebih besar.

The Bigbang

Teori Bigbang

Konsep waktu imaginer lebih kita kenal dalam bidang kosmologi. Kosmologi adalah ilmu yang mempelajari segala seluk-beluk tentang jagat-raya. Dalam kosmologi, konsep waktu imaginer adalah untuk memahami apa yang terjadi pada awal mula jagat-raya ini.
Awal mula jagat-raya kita pahami dengan ada fenomena BIG-BANG yaitu suatu ledakan maha dahsyat dari seluruh materi yang ada dalam jagat-raya kita ini. Big-bang ini diawali dari suatu SINGULARITAS yaitu kumpulan materi dalam seluruh jagat-raya kita, dengan kerapatan, temperatur, dan tekanan yang tak terhingga. Semua hal yang terjadi pada singularitas, disebabkan adanya gravitasi yang tak terhingga pada pusat singularitas, sehingga menurut relativitas einstein, waktu dan ruang tidak mempunyai arti lagi. Kita ketahui teori relativitas mengatakan bahwa ruang-waktu disekitar benda bermassa dapat dibengkokkan karena gravitasi dari benda bermassa tersebut. Jika gravitasi tak terhingga(seperti yang terjadi pada singularitas) maka ruang-waktu terbengkokkan ke-pusat singularitas dengan kepadatan yang tak terhingga. Fenomena ini dapat kita kenal melalui fenomena singularitas pada lubang hitam.
Lalu apa yang terjadi(atau mungkin lebih tepatnya kita hitung) dalam singularitas itu? karena ruang-waktu sudah tidak berarti lagi maka tidak ada yang dapat kita lihat atau prediksikan, hukum-hukum fisika sudah tidak berlaku lagi dalam sebuah singularitas. Untungnya kita punya Stephen Hawking yang terus berusaha menjawab pertanyaan SINGULARITAS itu. Hawking berpendapat bahwa mungkin singularitas itu tidak ada, dia menilik pemecahan masalahnya pada fisika kuantum. Dia melihat pada fenomena elektron yang bermuatan negatif(-) yang terus berputar pada intinya yang terdiri dari proton bermuatan positif(+), dan netron bermuatan netral. Tentunya muatan negatif dan positif saling tarik-menarik, tetapi dia heran mengapa elektron tidak jatuh ke-pusatnya. Sampai sini Hawking meng-asumsikan bahwa awal jagat-raya sesuai dengan apa yang terjadi pada fenomena elektron tersebut. Jika elektron tidak jadi jatuh ke-pusatnya apa yang terjadi? mekanika kuantum menjawab pertanyaan tersebut berdasarkan asas ketidakpastian Heissenberg yang mangatakan bahwa kita tidak bisa mengukur posisi, dan kecepatan suatu pertikel sekaligus. Artinya bahwa perhitungan untuk mengukur posisi dan kecepatan suatu partikel, yang dilakukan secara terpisah antara pemeriksa(dalam hal ini MANUSIA), dengan partikel yang ingin diperiksa tidak dapat dilakukan, karena pemeriksa selalu mempengaruhi obyek yang diperiksanya. Hal ini tentu saja mem-pengaruhi kecepatan dan posisi partikel tersebut.
Dalam mekanika kuantum dikatakan adanya probabilitas untuk semua jalur yang dilalui elektron tersebut dalam orbitnya. Artinya kita hanya dapat menghitung masing-masing probabilitas jalur elektron yang ada. Jika dalam kosmologi dikatakan adanya JUMLAHAN SEJARAH, mekanika kuantum menjelaskan bahwa alam semesta kita ini tidak hanya terdiri dari satu sejarah saja, melainkan banyak sejarah, dan dalam mekanika kuantum kita hanya dapat menghitung probabilitas sejarah-sejarah yang ada tersebut.
Sampai sini Hawking menyimpulkan bahwa jagat-raya kita ini memang tidak mempunyai awal maupun akhir. Yang ada hanyalah sejarah-sejarah yang dapat dihitung probabilitasnya. Hawking meng-analogikan dengan waktu yang digambarkan dengan sebuah garis lurus yang mempunyai ujung terpisah dengan salah satu ujung sebagai awal waktu, lalu ada anak panah waktu yang bergerak sepanjang garis dan ujung satunya sebagai akhir waktu. Jika anak panah waktu bergerak dari ujung satu ke-ujung lainnya, maka dalam mekanika kuantum ada anak panah lainnya yang bergerak TEGAK LURUS dengan anak panah waktu yang bergerak dalam garis lurus. Anak panah yang bergerak tegak lurus inilah yang disebut WAKTU IMAGINER. Seperti halnya geometri 3 dimensi maka dengan memperlakukan waktu imaginer seperti garis yang tegak lurus terhadap anak panah waktu, awal jagat-raya dapat diprediksikan dengan perhitungan secara metematis

EXOPLANET

Planet luar surya

Planet Fomalhaut b (inset Fomalhaut awan debu antarplanet) foto diambil dari koronagraf Hubble Space Telescope (NASA photo)

Gliese 581, salah satu planet ekstrasurya.

Planet luar surya, atau eksoplanet, adalah planet di luar Tata Surya. Pada Januari 2009, 335 eksoplanet telah ditemukan dan tercantum dalam Ensiklopedia Planet-planet luar surya^[1]. Sebagian besar telah terdeteksi melalui metode pengamatan langsung kecepatan radial (radial velocity) dan metode-metode lainnya selain penginderaan. Kebanyakan dari planet yang telah ditemukan tersebut adalah planet raksasa besar seperti Yupiter, bukan planet kecil yang padat dikarenakan keterbatasan dalam teknologi deteksi. Berdasarkan proyeksi pendeteksian terkini, planet-planet yang jauh lebih kecil, ringan, dan berbatu akhirnya akan melebihi jumlah planet gas raksasa luar surya.^[2]
Planet-planet luar surya menjadi subjek penelitian ilmiah di pertengahan abad ke-19. Banyak astronom menduga bahwa planet-planet tersebut ada, tetapi mereka tidak tahu seberapa banyak planet-planet tersebut, atau semirip apa dengan planet-planet di Tata Surya. Deteksi pertama yang dikonfirmasi adalah melalui metode kecepatan radial dilakukan pada tahun 1995, yang menyatakan bahwa terdapat planet gas raksasa di sekitar bintang 51 Pegasi yang termasuk ke dalam bintang Kelas G. Frekuensi deteksi dengan metode tersebut cenderung meningkat sejak itu.^[1] Diperkirakan sedikitnya 10% dari bintang seperti matahari terdapat planet-planet, dan jumlah yang sebenarnya mungkin lebih banyak.^[3] Penemuan planet-planet ekstrasurya mempertegas pertanyaan apakah terdapat kehidupan pada beberapa planet ekstrasurya tersebut.^[4]
Saat ini Gliese 581 d, planet ketiga dari bintang katai merah Gliese 581 (sekitar 20 tahun cahaya dari Bumi), nampaknya merupakan contoh terbaik dari kemungkinan wilayah eksoplanet yang mengorbit dekat dengan zona sekitar bintang atau mataharinya. Meskipun Gliese 581 d tampaknya berada di luar apa yang disebut "zona layak huni", perhitungan selanjutnya kembali menegaskan posisinya.^[5]

Sejarah Penemuan

[sunting]

Tidak dikonfirmasi sebelumnya, sampai tahun 1995, planet-planet ekstrasurya telah lama dianggap sebagai masuk akal. Pada abad ke-16, seorang filusuf Italia Giordano Bruno, seorang pendukung teori Copernicus menyatakan bahwa bumi dan benda-benda langit lainnya berputar mengelilingi matahari. Ini dipertegas lagi oleh Isaac Newton dalam General Scholium (1713), yang menyatakan "Dan jika Bintang-bintang tetap adalah pusat dari sistem-sistem lainnya seperti sistem ini, yang dibentuk dengan bijaksana seperti nasehat, maka semua harus tunduk pada kekuasaan Yang Satu " (trans. Motte 1729).

Tata Surya kita dibandingan dengan Sistem Bintang 55 Cancri

Klaim tentang deteksi planet-planet luar surya telah dibuat dari abad ke-19. Beberapa awal melibatkan bintang ganda 70 Ophiuchi. Dalam 1855 Capt WAS Yakub di Observatorium Madras dari East India Company melaporkan bahwa anomali-anomali orbital membuatnya "sangat mungkin" bahwa terdapat "planet" dalam sistem ini.^[6] Pada tahun 1890, Thomas JJ See dari Universitas Chicago dan Observatorium Angkatan Laut Amerika Serikat menyatakan bahwa anomali-anomali orbital membuktikan keberadaan suatu benda padat di sistem 70 Ophiuchi dengan periode orbit 36 tahun mengitari salah satu bintangnya.^[7] Namun, Forest Ray Moulton segera menerbitkan karya untuk membuktikan bahwa tiga sistem benda langit tersebut dengan parameter orbital akan sangat tidak stabil.^[8] Pada tahun 1950-an dan 1960-an, Peter van de Kamp dari Swarthmore College membuat serangkaian deteksi klaim lain yang menonjol, kali ini untuk hal planet-planet Bintang Barnard.^[9] Para astronom sekarang umumnya menganggap semua laporan deteksi dini sebagai salah.
Pada tahun 1991, Andrew Lyne, M. Bailes dan SL Shemar mengklaim telah menemukan sebuah planet di orbit pulsar sekitar PSR 1829-10 dengan menggunakan variasi waktu pulsar.^[10] Klaim tersebut seger menarik perhatian, tetapi Lyne dan timnya segera menariknya.^[11]

Temuan-temuan yang telah dikonfirmasi

Tata Surya kita (garis kuning) bertumpuk dengan Sistem orbit planetHD 179949 b, HD 164427 b, Epsilon Reticuli Ab, dan Mu Arae b (kedua bintang induknya berada di tengah)

Temuan pertama dipublikasikan setelah menerima konfirmasi dilakukan pada tahun 1988 oleh astronom Kanada Bruce Campbell, Gah Walker dan S. Yang.^[12] Metode pengamatan yang mereka lakukan yaitu kecepatan radial menyimpulkan bahwa terdapat sebuah planet yang mengorbit bintang Gamma Cephei. Mereka tetap berhati-hati telah mengklaim deteksi planet yang sebenarnya, dan sikap skeptis meluas di kalangan para astronom untuk beberapa tahun ini pada observasi tersebut dan observasi sejenisnya. Hal ini terutama disebabkan kemampuan instrumen pengamatan yang sangat terbatas pada saat itu. Sumber kebingungan lain adalah beberapa kemungkinan planet ternyata adalah katai coklat, benda yang komposisinya di antara massa planet dan bintang. Tahun berikutnya, pengamatan tambahan yang telah diterbitkan mendukung keberadaan planet di bintang Gamma Cephei,^[13] meskipun setelah bekerja pada tahun 1992 menimbulkan keraguan serius.^[14] Akhirnya, pada tahun 2003, perbaikan teknik pengamatan semakin membuktikan keberadaan planet tersebut yang akhirnya dikonfirmasi.^[15]
Pada awal 1992, astronom radio Aleksander Wolszczan dan Dale Frail mengumumkan penemuan beberapa planet yang mengorbit pulsar lainnya, PSR 1257 12.^[16] Penemuan segera dikonfirmasi, dan biasanya dianggap sebagai satu dari deteksi eksoplanet yang cukup definitif. Ini adalah planet-planet pulsar yang diyakini telah dibentuk dari sisa-sisa dari Supernova yang tidak biasa yang menghasilkan pulsar, dalam putaran kedua formasi planet, atau menjadi sisa inti batuan gas Supernova raksasa yang selamat yang kemudian berputar membentuk orbit mereka saat ini.
Pada 6 Oktober, 1995, Michel Mayor dan Didier Queloz dari Universitas Jenewa mengumumkan deteksi eksoplanet pertama yang cukup definitif pada bintang deret-utama (51 Pegasi).^[17] Penemuan ini dibuat di Observatoire de Haute-Provence dan terjadi di era penemuan eksoplanet. Kemajuan teknologi, terutama dalam resolusi tinggi spektroskopi, memungkinkan pendeteksian eksoplanet-eksoplanet baru menjadi meningkat pesat. Kemajuan ini memungkinkan para astronom untuk mendeteksi eksoplanet langsung dari gravitational mereka pengukuran terhadap gerakan bintang induk mereka. Sejumlah planet-planet ekstrasurya yang akhirnya juga terdeteksi dengan mengamati variasi dalam bintang nyata dari kilau sebagai planet lewat di depannya.
Hingga saat ini, 373 exoplanet telah ditemukan,^[1] termasuk beberapa yang konfirmasi dari klaim kontroversial dari akhir tahun 1980-an. Sistem pertama yang terdeteksi memiliki lebih dari satu planet adalah Upsilon Andromedae. Saat ini diketahui ada sekitar dua puluh Sistem multi-planet yang telah ditemukan. Di antara sistem multi-planet tersebut empat planet merupakan planet pulsar yang mengorbit dua pulsar yang berbeda. Pegamatan Inframerah dari lintasan debu dalam suatu sistem planet ekstrasurya juga menyimpulkan keberadaan jutaan komet dalam beberapa sistem ekstrasurya.

Metode-metode Deteksi

Sumber cahaya yang terpancar dari planet-planet sangat samar sekali dibandingkan dengan bintang induknya. Terlihat pada panjang gelombangnya, biasanya cahaya planet itu memiliki terang cahaya kurang dari satu persejuta dibandingkan bintang induknya. Di samping sulitnya mendeteksi suatu sumber cahaya yang sangat kecil tersebut, bintang induk cukup menyilaukan sehingga menyamarkan cahaya dari planet tersebut, hal inilah yang menyulitkan pendeteksian.

Dalam diagram ini sebuah planet (objek yang lebih kecil) mengorbit sebuah bintang, di mana planet ini pun mempunyai garis orbitnya sendiri. Pusat sistem massa ditunjukkan dengan tanda plus merah. (Dalam hal ini, garis tersebut selalu berada dalam bintang tersebut.)

Oleh sebab itu, teleskop yang ada saat ini hanya dapat menangkap gambar eksoplanet secara langsung dalam kondisi tertentu. Secara khusus, mungkin saat planet yang sangat besar (lebih besar dari Jupiter), terpisah jauh dari bintang induknya, dan sangat panas sehingga memancarkan radiasi inframerah intens, saat itulah teleskop dapat melihatnya.
Sebagian besar planet-planet ekstrasurya yang dikenal telah ditemukan melalui metode langsung:

• Astrometri: Astrometri adalah pengukuran posisi bintang di langit dengan cara mengamati perubahan posisinya dari waktu ke waktu. Jika bintang tersebut memiliki planet, maka pengaruh gravitasi planet akan menyebabkan bintang itu sendiri untuk bergerak dalam lintasan elips yang bersama planet tersebut sama-sama mengelilingi pusat massanya(Lihat gambar di samping).

• Kecepatan radial atau metode Doppler: Variasi dalam kecepatan yang bergerak ke arah bintang atau jauh dari Bumi - yaitu, variasi dalam kecepatan radial dari bintang sehubungan dengan Bumi - dapat dikurangi dari beratnya di bintang induk dari baris spektrum disebabkan oleh Efek Doppler. Ini merupakan teknik paling produktif yang telah lama digunakan.

• Pulsar Waktu: Sebuah pulsar (sisa dari bintang yang kecil, ultrapadat yang telah meledak sebagai Supernova) memancarkan gelombang radio secara teratur ketika berotasi. Anomali sedikit saja dalam sinyal-sinyal radio yang memancar dapat digunakan untuk melacak perubahan pada pulsar dari gerakan yang disebabkan oleh keberadaan planet-planet.

• Metode Transit: Jika suatu planet melintasi (atau transit) di depan bintang induknya, maka pancaran cahaya bintang itu sedikit berkurang karena terhalang oleh planet tersebut. Tingkat cahaya bintang yang berkurang tersebut tergantung pada ukuran bintang itu sendiri dan ukuran planet yang melintasinya.

Hampir semua kandidat planet ekstrasurya telah ditemukan menggunakan teleskop. Namun, hasil yang lebih baik bisa didapat jika teleskop terletak di atas atmosfir. Misi ruang angkasa COROT (diluncurkan pada bulan Desember 2006) dan Kepler (diluncurkan pada bulan Maret 2009) adalah satu-satunya misi ruang angkasa aktif yang didedikasikan untuk pencarian planet ekstrasurya. Teleskop Angkasa Hubble dan MOST telah menemukan atau menkonfirmasi beberapa planet. Ada banyak rencana atau misi ruang angkasa yang diusulkan seperti New Worlds Mission, Darwin, Misi Ruang Angkasa Interferometry, terrestrial Planet Finder, dan PEGASE

Exoplanet Baru Seukuran Bumi

Sebuah planet kembali ditemukan. Yang mengejutkan, planet ini memiliki massa hanya 2 kali massa Bumi. Sangat kecil serta menjadi sebuah terobosan baru.
Sudah lama, para ilmuwan mencari planet yang berukuran Bumi dan selama ini yang ditemukan adalah Super Bumi yang massanya lebih besar dari 5 kali massa Bumi. Belum pernah ditemukan sebuah planet yang begitu kecil hampir sama dengan Bumi. Dan inilah saatnya.
Michel Mayor yang juga penemu planet extrasolar pertama di Bintang serupa Matahari atau yang kita kenal sebagai sistem 51 Pegasi mengumumkan penemuannya atas planet berukuran Bumi tersebut pada pertemuan JENAM. Planet tersebut merupakan planet keempat di sistem Bintang Gliese 581. Sistem ini jugalah yang menghebohkan dunia dengan planetnya yakni Gliese 581c yang diperkirakan memiliki air. Penemuan Gliese 581d merupakan hasil pengamatan selama lebih dari 4 tahun meggunakan spektograf HARPS yang dipasang pada teleskop 3.6 meter milik ESO di La Silla, Chili. Tak hanya menemukan planet Gliese 581e, tim ini juga menentukan kembali orbit dari Gliese 581d yang ditemukan pada tahun 2007.

Impresi artis untuk sistem extrasolar planet Gliese 581. Kredit : ESO

Hal menarik lainnya adalah dideteksinya planet batuan yang berada di area habitasi bintang. Area di sekitar bintang yang memungkinkan keberadaan air dalam bentuk cair ada di permukaan. Nah ini dia!. Area ini sangat penting karena jika planet berada di sini, dan ternyata memang memiliki air, maka kemungkinan tumbuhnya kehidupan pun cukup besar.
Inilah terobosan baru dalam dunia extrasolar planet. Terobosan yang dicari dan dinantikan baik astronom maupun masyarakat dunia.
Planet Gliese 581 e mengorbit bintang induk yang berjarak 20,5 tahun cahaya, hanya dalam 3,15 hari. Dengan massa yang sangat kecil yakni 1,9 massa Bumi, planet ini menjadi planet yang sangat tidak masif yang pernah dideteksi. Selain itu ia juga merupakan planet batuan pada sistem Bintang Gliese 581 yang berada di rasi Libra si rasi timbangan.

Perbandingan sistem Gliese 581 dan Tata Surya. kredit : ESO

Berada sangat dekat dengan bintang induknya, planet Gliese 581 e ini tidak berada dalam area habitasi bintang atau kadang disebut sebagai zona layak huni. Tapi ada planet lain di sistem ini yang berada di daerah habitasi bintang.
Dari hasil pengamatan sebelumnya dengan HARPS spektograf di Observatorium La Silla, sistem ini diketahui memiliki 3 planet yakni 1 planet berukuran Neptunus dan dua buah planet super-Bumi. Penemuan planet Gliese 581 e menambah jumlah planet di sistem ini menjadi 4 dengan massa (dalam massa Bumi) 1,9 (planet e) , 16 (planet b), 5 (planet c) dan 7 (planet d). Planet terluar yakni planet Gliese 581 d mengorbit bintangnya dalam 66,8 hari dan diperkirakan cukup masif untuk bisa terdiri hanya dari batuan. Namun demikian, Michel Mayor dan timnya meyakini bahwa ini adalah planet es yang bermigrasi mendekati bintang.
Hasil pengamatan terbaru juga menunjukkan keberadaan planet d di zona habitasi, dimana ada kemungkinan keberadaan air di permukaan planet tersebut. Tak hanya itu, Stephane Udry salah satu anggota tim penemu mengatakan, “bisa jadi planet d diselimuti oleh lautan yang luas dan dalam, atau bisa kita katakan ada kemungkinan planet d adalah kandidat “dunia air” dalam dunia exoplanet”.
Tarikan lemah si exoplanet saat mengorbit bintang induknya menyebabkan terjadinya goyangan kecil pada gerak bintang, hanya sekitar 7 km/jam. Peristiwa tersebut bisa diamati dari Bumi dengan menggunakan teknologi yang tepat.
Bintang Gliese 581 merupakan bintang jatai merah bermassa rendah yang berpotensial sebagai tempat pencarian exoplanet bermassa rendah di zona habitasi. Bintang dingin seperti ini relatif lemah kecerlangannya, dan zona habitasinya juga berada sangat dekat dengan Bintang. Dengan demikian jika ada planet berada di area habitasinya, maka goyangan gravitasi yang dihasilkan akan lebih kuat, dan goyangan pada bintang akan lebih mudah teramati.
Tapi walau mudah diamati, tetap saja untuk mendeteksi sinyal sekecil ini masih menjadi tantangan. Penemuan planet e dan penentuan orbit planet d dimungkinkan karena stabilitas dan tingkat presisi HARPS yang sangat tinggi.
Bagi Michel Mayor, penemuan ini begitu menakjubkan. Bagaimana tidak, 14 tahun lalu ia menemukan untuk pertama kalinya sebuah planet yang mengitari bintang serupa Matahari di bintang 51 Pegasi. Dan sekarang ia menemukan sebuah planet yang massanya 80 kali lebih kecil dari planet 51 Pegasi b. Menakjubkan bukan perkembangan yang terjadi dalam 14 tahun? Jika dulu yang bisa ditemukan hanya planet raksasa, sekarang planet seukuran Bumi tak lagi jadi masalah.
Para astronom pun semakin yakin bahwa mereka bisa melakukan yang lebih baik lagi. Penemuan planet serupa Bumi di tengah area habitasi di bintang katai merah tinggal menunggu waktu untuk disingkapkan.

Teori Quantum

Penerowongan kuantum

Dalam mekanika kuantum, penerowongan kuantum merupakan salah satu fenomena berskala nano dimana sebuah partikel melanggar asas mekanika klasik dengan menembus melanggar sawar potensial (penghalang potensial) maupun impedansi yang lebih tinggi dari energi kinetisnya partikel.^[1] Penghalang, bila dipandang dari segi penerowongan kuantum, merupakan sebentuk analog aras energi ke sebuah "bukit" atau kemiringan dalam mekanika klasik, yang secara sederhana menunjukkan bahwa mustahil membuat terusan yang melalui atau melintasi sebuah penghalang tanpa keberadaan energi kinetik yang cukup.

Pemantulan dan penerowongan sebuah paket gelombang elektron yang diarahkan ke sebuah perintang potensial. Bintik terang yang bergerak ke kiri adalah bagian dari paket gelombang yang terpantul. Sebuah bintik yang sangat buram bisa dilihat di sisi kanannya penghalang. Ini merupakan pecahan kecilnya paket gelombang yang menembus penghalang terlarang klasik. Perhatikan pula beberapa rumbai interferens di antara gelombang yang datang dengan yang terpantul.

Pada skala kuantum, berbagai objek menunjukkan perilaku bak-gelombang; dalam teori kuantum, kuanta yang geraknya berlawanan dengan sebuah ”bukit” energi potensial bisa dideskripsikan oleh fungsi gelombang mereka, yang mewakili amplitudo probabilitasnya penemuan partikel itu di lokasi tertentu pada salah satu sisi “bukit”. Jika fungsi ini menjelaskan partikel berada di salah satu sisi “bukit”, maka terdapat kemungkinan partikel itu telah bergerak “melalui”, bukannya “melintasi” bukit, dan dengan begitu “membentuk terowongan”.

Sejarah

Pada 1928, George Gamow membuat teori peluruhan alfanya sebuah inti atom melalui penerowongan. Menurut teori itu, partikel terkurung di inti atom karena dibutuhkan energi yang tinggi untuk melarikan diri dari potensial yang sangat kuat. Di bawah sistem ini, pemisahan inti atom menghabiskan energi dalam jumlah yang amat banyak. Namun dalam mekanika kuantum, ada kemungkinan bahwa partikel bisa menembus potensial dan melarikan diri. Gamow membuat sebuah potensial model untuk inti atom dan menjelaskan hubungan antara waktu paruhnya partikel dengan energi emisi/pancaran.

Peluruhan alfa melalui penerowongan juga diteliti oleh Ronald Gurney dan Edward Condon. Tak lama kemudian, kedua kelompok itu meneliti apakah partikel juga bisa menembus “ke dalam” inti atom.

Setelah menghadiri sebuah seminarnya Gamow, Max Born mengakui adanya penerowongan mekanika kuantum. Ia menyadari bahwa fenomena penerowongan tidak hanya berlaku di fisika nuklir, tapi merupakan salah satu akibat umum dari mekanikan kuantum yang diterapkan ke berbagai sistem. Saat ini teori penerowongan bahkan diaplikasikan ke kosmologinya alam semesta.^[2]

Kemudian penerowongan kuantum diterapkan ke berbagai situasi lain, seperti pancaran medannya elektron, dan mungkin yang paling penting adalah fisika semikonduktor dan superkonduktivitas. Fenomena seperti pancaran medan, yang penting bagi memori flash, dijelaskan oleh penorowongan kuantum. Penerowongan merupakan salah satu sumbernya kebocoran arus yang utama dalam elektronika VLSI, dan mengakibatkan habisnya tenaga serta efek pemanasan yang mengganggu teknologi kecepatan tinggi dan bergerak (mobile).

Penerapan utama yang lain adalah dalam mikroskop penerowongan elektron yang digunakan untuk mengamati berbagai objek yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mikroskop konvensional. Mikroskop ini mampu mengatasi sejumlah keterbatasan mikroskop konvensional (batas panjang gelombang, aberasi optik) dengan memindai permukaan sebuah objek dengan penerowongan elektron.

Penerowongan kuantum juga menjadi mekanisme yang digunakan enzim untuk meningkatkan laju reaksi. Sudah terbukti bahwa enzim menggunakan penerowongan untuk menghantarkan elektron dan nukleus seperti hidrogen dan deuterium. Dalam enzim glukosa oksidase, inti oksigen mampu menciptakan terowongan di dalam sejumlah kondisi fisiologis.

Kiamat 2012 menurut Bangsa Maya

Eskatologi Maya

Kelompok Maya kuno dan modern percaya bahwa jagad raya pernah diperbarui empat kali sebelumnya. Namun upaya pertama menghasilkan binatang; upaya kedua menghasilkan manusia yang diciptakan dari tanah liat yang pada akhirnya akan menjadi serangga-serangga tertentu (misalnya semut dan lebah); upaya ketiga menghasilkan kera; dan yang keempat menghasilkan kita: "manusia sejati." Masing-masing upaya sebelumnya untuk menciptakan manusia dihancurkan oleh berbagai bencana yang melenyapkan jagad raya. Cerita-cerita ini berbeda-beda dalam berbagai kelompok Maya: binatang-binatang hampir seluruhnya dimusnahkan oleh banjir, manusia dari tanah liat hampir dimusnahkan oleh banjir dan kemudian oleh badai api di seluruh bumi, manusia kera diserang oleh milik mereka dan binatang-binatang mereka sendiri.
Kalender Maya yang berbasis astronomi akan mencapai siklus penuhnya yang besar selama sekitar 5.200 tahun pada 21 Desember 2012. Meskipun tidak ada bukti-bukti yang kuat bahwa bangsa Maya kuno menganggap tanggal ini signifikan, banyak orang yang telah menduga bahwa inilah “akhir seluruh Jagad raya” menurut perspektif Maya, dan yang lainnya percaya bahwa bangsa Maya memaksudkannya sebagai lambang dari "datangnya perubahan besar."

Teori relativitas umum

Relativitas umum

Relativitas umum (general relativity dalam bahasa Inggris) adalah sebuah teori geometri mengenai gravitasi yang diperkenalkan oleh Albert Einstein pada 1916. Teori ini merupakan penjelasan gravitasi termutakhir dalam fisika modern. Ia menyatukan teori Einstein sebelumnya, relativitas khusus, dengan hukum gravitasi Newton. Hal ini dilakukan dengan melihat gravitasi bukan sebagai gaya, tetapi lebih sebagai manifestasi dari kelengkungan ruang dan waktu. Utamanya, kelengkungan ruang waktu berhubungan langsung dengan momentum empat (energi massa dan momentum linear) dari materi atau radiasi apa saja yang ada. Hubungan ini digambarkan oleh persamaan medan Einstein.

Banyak prediksi relativitas umum yang berbeda dengan prediksi fisika klasik, utamanya prediksi mengenai berjalannya waktu, geometri ruang, gerak benda pada jatuh bebas, dan perambatan cahaya. Contoh perbedaan ini meliputi dilasi waktu gravitasional, geseran merah gravitasional cahaya, dan tunda waktu gravitasional. Prediksi-prediksi relativitas umum telah dikonfirmasikan dalam semua percobaan dan pengamatan fisika. Walaupun relativitas umum bukanlah satu-satunya teori relativistik gravitasi, ia merupakan teori paling sederhana yang konsisten dengan data-data eksperimen. Namun, masih terdapat banyak pertanyaan yang belum terjawab. Secara mendasar, terdapat pertanyaan bagaimanakah relatvitas umum ini dapat digabungkan dengan hukum-hukum fisika kuantum untuk menciptakan teori gravitasi kuantum yang lengkap dan swa-konsisten.

Teori Einstein memiliki implikasi astrofisika yang penting. Teori ini memprediksikan adanya keberadaan daerah lubang hitam yang mana ruang dan waktu terdistorsi sedemikiannya tiada satu pun, bahkan cahaya pun, yang dapat lolos darinya. Terdapat bukti bahwa lubang hitam bintang dan jenis-jenis lubang hitam lainnya yang lebih besar bertanggungjawab terhadap radiasi kuat yang dipancarkan oleh objek-objek astronomi tertentu, seperti inti galaksi aktif dan miktrokuasar. Melengkungnya cahaya oleh gravitasi dapat menyebabkan fenomena pelensaan gravitasi. Relativitas umum juga memprediksikan keberadaan gelombang gravitasi. Keberadaan gelombang ini telah diukur secara tidak langsung, dan terdapat pula beberapa usaha yang dilakukan untuk mengukurnya secara langsung. Selain itu, relativitas umum adalah dasar dari model kosmologis untuk alam semesta yang terus berkembang.

Dari mekanika klasik menuju relativitas umum

Relativitas umum dapat dipahami dengan baik dengan mengevaluasi kemiripannya beserta perbedaannya dari fisika klasik. Langkah pertama adalah realisasi bahwa mekanika klasik dan hukum gravitasi Newton mengijinkan adanya deskripsi geometri. Kombinasi deskripsi ini dengan hukum-hukum relativitas khusus akan membawa kita kepada penurunan heuristik relativitas umum.^[1]

Geometri gravitasi Newton

Dasar dari mekanika klasik adalah gagasan bahwa gerak benda dapat dideskripsikan sebagai kombinasi gerak bebas (atau gerak inersia) dengan penyimpangan dari gerak bebas ini, Penyimpangan ini disebabkan oleh gaya-gaya luar yang bekerja pada benda sesuai dengan hukum kedua Newon, yang menyatakan bahwa total keseluruhan gaya yang bekerja pada sebuah benda adalah sama dengan massa (inersia) benda tersebut dikalikan dengan percepatannya.^[2] Gerak inersia yang dihasilkan berhubungan dengan geometri ruang dan waktu, yakni dalam standar kerangka acuan mekanika klasik, benda yang berada dalam keadaan jatuh bebas bergerak searah garis lurus dengan kecepatan konstan. Dalam bahasa fisika modern, lintasan benda bersifat geodesik, yaitu garis dunia yang lurus dalam ruang waktu.^[3]

Bola yang jatuh menuju lantai roket yang dipercepat (kiri) dan bola yang jatuh menuju Bumi (kanan)

Sebaliknya, seseorang dapat mengharapkan bahwa seketika berhasil diidentifikasi dengan memantau gerak benda sebenarnya dan mempertimbangkan gaya-gaya luar (seperti gaya elektromagnetik dan gesekan), gerak inersia dapat digunakan untuk menentukan geometri ruang dan juga waktu. Namun, akan terdapat ambiguitas ketika gravitasi diperhitungkan ke dalamnya. Menurut hukum gravitasi Newton, terdapat apa yang disebut sebagai universalitas jatuh bebas, yaitu bahwa lintasan suatu benda yang jatuh bebas bergantung hanya pada posisi dan kecepatan awalnya, dan bukannya bergantung pada sifat-sifat bahan penyusunnya.^[4] Versi yang lebih sederhana dapat dilihat pada percobaan elevator Einstein, yang digambarkan pada gambar di samping. Untuk seorang pengamat dalam ruang tertutup yang kecil, adalah tidak mungkin untuk menentukan apakah ruang itu berada dalam keadaan diam dalam suatu medan gravitasi ataukah ia berada di dalam roket yang dipercepat hanya dengan memetakan lintasan bola jatuh tersebut.