Langit Malam yang Gelap

Langit Malam yang Gelap

Pada suatu hari yang gelap dan mencekam, seorang anak muda menunjukkan kemampuan yang luar biasa. Anak tersebut melempar sebuah apel ke atas sehingga apel tersebut tidak balik lagi. Orang-orang yang menyaksikan terkagum-kagum dengan aksinya yang spektakuler. Sang anak bertanya

” Jika apel tersebut saya lempar dengan kecepatan awal v, berapakah jarak apel itu sekarang! “

Semua orang yang menyaksikan kebingungan dan tak ada yang bisa menjawab.

Oke, lupakan dulu kisah di atas. Sekarang coba lihat ke langit! Apakah yang anda temukan di malam hari nan cerah? Anda akan mengamati bintang-bintang berkelap-kelip. Pernahkah anda bertanya berapakah jarak bintang tersebut? Jika ya, untuk apakah anda ingin tahu jaraknya?

Hahahaha, mengetahui jarak bintang layaknya orang kurang kerjaan. Sekarang, pernahkah kalian bertanya mengapa langit malam berwarna hitam/gelap?

Oke, pertama kita harus tahu mengapa kita dapat melihat warna-warna di dunia ini. Warna dari benda yang kita lihat adalah tafsiran dari cahaya yang masuk ke dalam mata kita. Jadi, sesungguhnya yang bertanggung jawab mengapa kita melihat warna hijau, kuning, merah adalah otak kita! Otak kita memang canggih, tapi otak kita hanya dapat menafsirkan sedikit dari keseluruhan “warna” yang mungkin ada. Warna yang ditafsirkan otak kita bekerja layaknya fungsi matematis. Ada input, maka ada output. Artinya, cahaya yang masuk ke dalam mata kita haruslah unik, agar menghasilkan warna yang unik. Berarti, cahaya memiliki karakteristik tersendiri yang membedakan cahaya yang satu dengan cahaya yang lain. Apakah yang membedakannya? Salah satunya yang membedakannya adalah energi yang dibawa cahaya tersebut. Oleh sebab itu, cahaya yang masuk ke dalam mata kita memiliki energi masing-masing yang menginput data sehingga ditafsirkan sebagai suatu warna tersendiri. Energi yang dibawa cahaya hanya bergantung pada panjang gelombang cahaya tersebut. Jadi, cahaya adalah gelombang. Pembagian warna cahaya terhadap panjang gelombang menghasilkan suatu karya deret warna yang disebut Spektrum.

spektrum

Cahaya tampak  adalah cahaya dengan rentang panjang gelombang 400 \mathrm{\; nm} - 800 \mathrm{\; nm}  dengan 1 \mathrm{\; nm}= 10^{-9} \mathrm{\; nm}.

Selain faktor energi cahaya itu sendiri, berbagai faktor lainnya juga mempengaruhi, seperti beberapa cahaya dengan energi yang berbeda masuk ke dalam mata dengan lokasi penerimaan yang berdekatan, sehingga membuat otak menerjemahkan warna gabungan. Untuk mekanismenya sendiri, cukup rumit, dan tidak akan dijelaskan di sini.

Dan masih terlalu banyak faktor-faktor lainnya yang mempengaruhi bagaiamana warna dapat dipersepsikan. Ada penjelasan yang cukup bagus menurut saya, yang akan saya kutik ke sini dari Fabi fuu tentang skeptis

Saat kita melihat sebuah kursi kayu berwarna coklat, kita sebenarnya menangkap foton-foton yang dipantulkan oleh kursi tersebut menuju mata kita. Dengan berbagai panjang gelombang yang ditangkap oleh mata, kita mepersepsi warna yang berbeda dari kursi tersebut. Masukan sensoris dari mata akan diubah menjadi impuls listrik oleh fotoreseptor melalui mekanisme aktivasi fototransduksi (phototransduction activation) yang melibatkan berbagai molekul penting seperti retinal, rhodopsin, dan  phosphodiesterase. Impuls listrik pada sel saraf akan diteruskan menuju otak melalui saraf optik. Impuls akan sampai pada optic chiasm, bagian dari sistem saraf yang menjembatani antara saraf optik dan saraf sentral. Dari sini, impuls diteruskan menuju optic tract, untuk selanjutnya dijalarkan menuju Lateral geniculate nucleus (LGN) yang berada di dalam talamus. LGN adalah gerbang pemrosesan imaji visual sebelum akhirnya diproses, dipersepsi, dan direpresentasikan oleh korteks visual di lobus oksipitalis. Pada tahap ini kita masih belum bisa “melihat”. Infomasi harus lebih lanjut diolah oleh korteks asosiasi visual yang berada di menyebar di lobus-lobus otak.

Yang jelas, di sini hanya akan dibahas faktor dari panjang gelombang cahaya.

Loh, trus apa hubungannya dengan gelapnya langit malam? Nyatanya warna hitam sendiri tidak ada dalam spektrum warna. Sekarang kita dapat menyimpulkan bahwa warna hitam tidaklah terbentuk dari cahaya dengan panjang gelombang visual manapun. Layaknya sebuah fungsi, jika input yang kita berikan berada di luar domain fungsi tersebut, maka fungsi tersebut akan mengeluarkan output undefined. Nah, fungsi otak kita membuat sebuah kondisi dimana jika input yang masuk bukan berada pada panjang gelombang cahaya tampak, maka akan mengeluarkan output hitam. Hal tersebut karena memang sensor mata kita kita memiliki kemampuan untuk menangkap cahaya dengan panjang gelombang di luar cahaya tampak.

Warna hitam merupakan tafsiran untuk kondisi ketika mata menerima cahaya dengan panjang gelombang diluar cahaya tampak. Bagaimana jika tak ada satupun cahaya yang masuk? itu artinya input yang masuk juga di luar domain cahaya tampak, maka warna yang ditafsirkan adalah warna hitam.

Dari penjelasan di atas, sekarang dapat dijelaskan mengapa langit malam berwarna hitam. Itu karena tidak ada cahaya yang masuk ke dalam mata, sehingga otak menafsirkan dengan warna hitam.

Coba untuk sesaat, bayangkan kita berada di tengah hutan yang lebat. Kemanapun kita menatap (secara horizontal), kita selalu mendapati ada pohon yang menutupi arah pandang kita. Tidak peduli seberapa keras usaha kita, mau kita berpindah tempat ataupun melihat secara teliti 360 derajat, kita akan selalu melihat ada pohon yang menghalangi arah pandang kita. Hal ini terjadi karena ada sangat banyak sekali pohon di hutan tersebut, sehingga seluruh arah pandang kita tertutupi.

Sekarang perhatikan, para astronom mengatakan alam semesta kita seragam, hal itu tertuah dalam prinsip kosmologi. Jika kita berpegang pada prinsip ini, berarti bintang-bintang di langit tersebar secara merata. Sekarang asumsikan alam semesta kita tidak memiliki batas, berarti banyaknya bintang adalah tak terbatas. Artinya, kemanapun arah kita memandang, kita akan mendapati bintang di arah pandang kita tersebut, mengakibatkan seluruh langit harusnya dipenuhi bintang. Dengan mengasumsikan semua bintang mirip matahari, maka mau tidak mau malam hari yang kita amati akan secerah siang hari, bahkan lebih karena semua arah adalah matahari! Keanehan tersebut disebut Olbers Paradox.

olbers_paradox

Sekarang, kita ke solusi. Menurut Olbers Paradox, mestinya langit malam sangatlah cerah, namun kenyataannya gelap gulita bukan? Hal menandakan tidak adanya cahaya yang masuk mata kita. Oke, karena langit malam gelap artinya tidak ada cahaya yang masuk ke dalam mata. Dari pernyataan tersebut, dapat dibuat hipotesis bahwa meskipun di langit  bintang tersebar di segala arah, namun cahayanya tidak masuk ke dalam mata, dengan kata lain ada sesuatu yang terjadi pada cahaya sehingga cahaya tidak masuk ke mata. Salah satu solusi yang tepat adalah cahaya tersebut belum sampai ke mata kita. Mengapa? Karena cahaya bintang tersebut belum memiliki waktu yang cukup untuk berpergian menuju mata kita. Hal ini menunjukkan bahwa cahaya memiliki kecepatan yang terbatas, serta Alam semesta memiliki umur yang terbatas. Yang dimaksud umur alam semesta dalam kasus ini adalah, selang waktu antara cahaya bintang terjauh yang dapat kita amati dengan peristiwa ketika cahaya bintang itu ditembakkan sehingga mencapai mata kita. Namun, apakah perlu alam semesta memiliki umur terhingga? Jawabannya, tidak. Tapi jika umur alam semesta terhingga, maka Olbers Paradox bisa terjawab.

Itulah sebabnya, langit malam gelap.

2 Replies to “Langit Malam yang Gelap”

  1. I could not refrain from commenting. Perfectly written! I
    am sure this post has touched all the internet viewers, its really really fastidious
    article on building up new web site. I am sure this paragraph has touched all the
    internet users, its really really good piece of writing on building up new weblog.
    http://foxnews.org/

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *