Menjangka Luas Semesta dengan Satuan Tahun Cahaya

Galaksi Andromeda yang berada sekitar 2 juta tahun cahaya dari Bumi. Kredit: Lorenzo Comolli.
Galaksi Andromeda yang berada sekitar 2 juta tahun cahaya dari Bumi. Kredit: Lorenzo Comolli.

Jika kita menyimak pembahasan mengenai objek di luar tata surya, bisa dipastikan kita akan menemukan banyak frase "tahun cahaya" di dalamnya. Penyebutan frase tahun cahaya biasa didahului oleh angka didepannya sebagai suatu satuan dari angka tersebut. Sebagai contoh adalah pernyataan: “Bintang Proxima Centauri berada 4,3 tahun cahaya dari Bumi.”

Namun apa pengertian dari tahun cahaya? Apa tahun cahaya itu satuan jarak atau waktu?

Meski "dibubuhi" kata tahun, namun nyatanya tahun cahaya bukanlah satuan waktu, melainkan satuan jarak. Jarak 1 tahun cahaya didefinisikan sebagai jarak yang mampu ditempuh pergerakan cahaya dalam selang waktu 1 tahun. Definisi ini memenuhi rumus dasar fisika, dimana jarak adalah perkalian antara kecepatan dan waktu.

Pemahaman tahun cahaya ini serupa jika kita menyatakan jarak antar tempat dalam satuan “jam berkendara” pada keseharian. Sebagai contoh pernyataan: “Jarak dari Kota Bandung ke Ibukota Jakarta sekitar 2 jam berkendara.” Peryataan tersebut dapat diartikan jarak Kota Bandung ke Ibukota Jakarta setara jarak tempuh kendaraan dengan kecepatan rata-rata dalam selang waktu 2 jam.

Tetapi satuan jam berkendara bukanlah satuan jarak yang baku. Ini karena kecepatan antar kendaraan tidaklah sama. Selain itu juga kecepatan tiap kendaraan selalu berubah-ubah sepanjang jalan. Praktis jarak yang mampu ditempuh tiap kendaraan pun berbeda-beda meski dalam selang waktu yang sama.

Berbeda dari satuan jam berkendara, satuan tahun cahaya adalah satuan jarak yang baku. Ini karena definisi kecepatan cahaya yang diadopsi adalah kecepatan cahaya di ruang hampa yang bernilai konstan mendekati 300.000 km/detik. Dengan begitu jarak yang dicapai cahaya dalam selang waktu yang sama adalah konstan.

Lantas seberapa jauh jarak 1 tahun cahaya? Tinggal hitung saja: jarak = kecepatan x waktu = (300.000 km/detik) x (365 hari x 24 jam x 3600 detik). Hasilnya adalah sekitar 9.460.000.000.000 kilometer atau 9,46 triliun kilometer. Wow! Jarak yang sangat fantastis bukan?

Dengan begitu jarak Bintang Proxima Centauri dari Bumi jika dinyatakan dalam kilometer adalah 4,3 tahun cahaya x 9.460.000.000.000 kilometer/tahun cahaya. Hasilnya sekitar 40.000.000.000.000 kilometer atau 40 triliun kilometer!

Ilustrasi jarak Bumi ke Bintang Proxima Centauri. Kredit: Kalastro.
Ilustrasi jarak Bumi ke Bintang Proxima Centauri. Kredit: Kalastro.

Untuk menyatakan jarak sejauh itu, tentu satuan kilometer sudah tidak praktis lagi untuk digunakan. Oleh sebab itulah untuk menyatakan jarak objek di luar angkasa secara praktis umumnya digunakan satuan tahun cahaya.

Untuk bisa membayangkan betapa luasnya semesta, maka berikut beberapa jarak objek luar angkasa dari Bumi jika ditempuh dengan kecepatan cahaya:

  • Bulan, objek terdekat: 1,3 detik cahaya
  • Matahari, bintang terdekat: 8,3 menit cahaya
  • Pluto, mantan kandidat planet terjauh: 5,3 jam cahaya
  • Proxima Centauri, bintang tetangga terdekat: 4,3 tahun cahaya
  • Deneb, bintang terjauh yang masih bisa terlihat dengan mata telanjang: 1.600 tahun cahaya
  • Andromeda, galaksi tetangga terdekat sekaligus objek terjauh yang masih bisa terlihat dengan mata telanjang: 2.300.000 tahun cahaya
  • GRB 090423, ledakan sinar gamma yang menjadi objek terjauh hasil citra teleskop Hubble hingga kini: 13.035.000.000 tahun cahaya

Bagaimana? Alam semesta begitu luas bukan? Begitu luasnya hingga hanya satuan jarak sejauh tahun cahayalah yang mampu menjangka luas semesta secara lebih sederhana. Setidaknya untuk saat ini, sebelum ditemukannya objek-objek di tepian alam semesta yang jaraknya lebih jauh dari yang terjauh dari saat ini.