Category Archives: Astronomy

Tiga Pilar Kosmologi Standar

Sekarang, kosmologi bukan lagi sekadar teori-teori spekulatif tentang asal-usul, evolusi, komposisi, dan struktur alam semesta ini. Ia sudah merupakan ilmu pengetahuan yang didukung beragam hasil observasi astronomis, juga hasil-hasil eksperimen fisika yang berkaitan. Bahkan, sebagian kalangan ahli kosmologi mengatakan, saat ini adalah eranya kosmologi presisi, yaitu era ketika data-data astronomis melimpah dengan tingkat kepresisian yang semakin tinggi.

Banyak hasil observasi yang mendukung teori-teori yang diajukan. Ada juga yang mengentakkan para ilmuwan, alam semesta ini belum sepenuhnya terpahami. Bahkan mendorong mereka untuk terus menformulasikan aturan-aturan atau teori-teori yang memerikan alam semesta ini.

Salah satu teori yang diajukan untuk menjelaskan alam semesta ini adalah model kosmologi big bang. Model kosmologi ini pertama kali diajukan seorang ilmuwan Rusia, A. A. Friedmann, dan secara terpisah seorang pendeta-ilmuwan Belgia, G. Lemaitre. Model kosmologi yang mereka ajukan merupakan salah satu solusi teori relativitas umum Einstein. Dalam teorinya ini, Einstein menyatakan hubungan kelengkungan ruang-waktu dengan sumber medan yang mengisi ruang-waktu tersebut.

Dalam kalimat lain, A. Eddington, seorang ilmuwan yang membuktikan kesahihan prediksi teori relativitas umum Einstein lewat gerhana matahari pada 1919, menyatakan, materi memberi tahu ruang untuk melengkung, dan ruang menuntun materi untuk bergerak. Teori relativitas umum Einstein ini lebih umum daripada teori gravitasinya Newton, karena ia dapat berlaku baik pada benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya maupun pada benda diam.

Itulah sandaran pertama model kosmologi big bang. Sandaran lainnya adalah prinsip kosmologi. Prinsip ini menyatakan, di alam semesta ini seluruh materi terdistribusi merata atau homogen dan penampakannya akan tetap sama atau isotropis dari manapun kita memandang. Meskipun kita melihat adanya bulan, bintang-bintang, bahkan galaksi-galaksi, namun dalam skala alam semesta semua itu dapat dianggap sebagai debu alam semesta.

Layaknya sebuah bangunan, model kosmologi big bang dibangun di atas pondasi tersebut. Sketsa dasarnya adalah pada prediksi-prediksinya. Menurut model ini, alam semesta mestilah mengembang, dimulai dari keadaan yang sangat padat (kerapatannya sangat tinggi) dan sangat panas pada masa lalu yang jangka waktunya berhingga dari sekarang. Ini berarti masa lalu alam semesta ada batasnya, yang diyakini sebagai asal mula pengembangan alam semesta ini, yaitu big bang.

Dari kata inilah nama model kosmologi ini kita kenal sekarang. Nama lainnya adalah model kosmologi FLRW, sebagai penghormatan kepada ilmuwan-ilmuwan yang membahas model kosmologi ini pada awal-awal abad ke-20. Mereka adalah Friedmann, Lemaitre, Robertson, dan Walker.

 

Gambaran evolusi alam semesta setelah terjadinya Big Bang menurut model kosmologi standar.

Gambar dari http://background.uchicago.edu/~whu/SciAm/timeline_small.jpg

**

KETIKA alam semesta mengembang, kerapatan alam semesta ini terus menurun. Begitu juga dengan temperaturnya. Saat itulah terjadi peristiwa-peristiwa fisis di alam semesta. Peristiwa-peristiwa fisis inilah yang sampai sekarang ini terus diobservasi para ilmuwan. Dari sekian banyak observasi yang dilakukan, ternyata model kosmologi big bang ini mampu mengakomodasinya. Dengan kata lain, hasil-hasil observasi tersebut menjadi menyokong model ini, sehingga ia banyak dijadikan sebagai model standar untuk memerikan alam semesta ini.

Dari sekian banyak hasil observasi itu, setidaknya ada tiga yang menjadi pilar utama model ini. Prediksi model kosmologi big bang dan ketiga pilar tersebut adalah:

1. Pengembangan Alam Semesta (Hukum Hubble)

Untuk memudahkan bagaimana alam semesta ini mengembang, tiuplah sebuah balon yang telah ditulisi dengan titik-titik yang tersebar merata di permukaannya. Apakah yang terjadi? Ya, balon tersebut mengembang dan titik-titik itu semakin menjauhi satu sama lain. Padahal titik-titik tersebut tidak bergerak. Apakah penyebabnya? Karena balon tersebut mengembang.

Sekarang, analogikanlah balon yang mengembang itu sebagai alam semesta yang mengembang dan titik-titik di permukaan balon tersebut sebagai galaksi-galaksi. Dari analogi ini kita dapat menyimpulkan, ketika alam semesta mengembang, jarak pisah setiap galaksi dengan galaksi lain akan semakin membesar. Inilah yang diamati Edwin P. Hubble, seorang astronom Amerika pada dekade 1920-an.

Selain itu, Hubble juga mendapati, semakin jauh jarak dua galaksi, laju menjauhnya pun semakin besar, dengan nilai yang sebanding dengan jaraknya. Inilah yang sekarang dikenal dengan nama hukum Hubble.

Dari hukum Hubble tersebut lahirlah suatu parameter yang menyatakan laju pengembangan alam semesta saat tertentu, yang disebut parameter Hubble. Nilainya pada saat tertentu itulah yang disebut konstanta Hubble, yang pada saat ini besarnya adalah sekira 72 km/det/Mpc. Arti nilai ini adalah dalam satu detik, akibat pengembangan alam semesta pertambahan jarak dua galaksi yang pada awalnya terpisah sejauh 1 Mpc adalah sekira 72 km. (1 Mpc adalah jarak yang ditempuh cahaya yang memiliki laju 300.000 km/det selama 3,26 juta tahun).

Dari konstanta Hubble ini, kita dapat mengetahui usia kosmik alam semesta saat ini, yaitu sekira 14 miliar tahun, dan radius alam semesta yang dapat diamati saat ini, yaitu sekira 4.100 Mpc. (Silakan bandingkan dengan usia manusia yang mungkin hanya 63 tahunan dan tingginya tidak jauh dari 2 meter).

Pada prinsipnya, konstanta Hubble merupakan perbandingan laju menjauh suatu objek dengan jaraknya dari pengamat. Laju menjauh suatu objek dapat diketahui dengan membandingkan letak spektrum yang mencirikan objek tersebut dari pengamatan dan letak spektrum itu di buku panduan. Sedangkan jaraknya dari pengamat dapat diketahui dengan banyak cara, yang mungkin namanya pun masih asing untuk kita. Misalnya bintang variabel cepheid (yang dahulu digunakan Hubble), efek lensa gravitasi, efek Sunyaev-Zeldovich, supernova tipe Ia jauh, dan relasi Tully-Fisher. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Satu hal yang pasti, hasil-hasil observasinya menginspirasikan, penyebab semakin menjauhnya objek-objek di langit adalah alam semesta saat ini memang sedang mengembang.

Namun, apakah alam semesta saat ini mengembang dengan laju konstan, diperlambat, ataukah dipercepat? Ternyata hasil observasi supernova tipe Ia jauh dan variasi temperatur CMBR menunjukkan, alam semesta ini mengembang dipercepat. Selain menyingkirkan anggapan diperlambatnya pengembangan alam semesta saat ini, hasil ini juga membuktikan, nilai parameter Hubble tidak tetap selamanya. Namun, hasil ini juga menimbulkan pertanyaan baru, apakah penyebab alam semesta sekarang mengembang dipercepat? Pertanyaan inilah yang sampai sekarang sedang dicoba jawab para ilmuwan.

2. Kelimpahan Unsur-unsur Ringan di Alam Semesta

Sebagaimana telah diuraikan, ketika alam semesta mengembang temperaturnya terus menurun (Menurut perhitungan kerapatan sebanding dengan temperatur pangkat empat. Karena itu, untuk selanjutnya cukup dibahas temperaturnya). Apakah konsekuensi hal ini? Dalam ‘The Early Universe’, E. W. Kolb dan M. S. Turner menguraikan, sebelum usia kosmik 0,01 detik setelah big bang, temperatur alam semesta lebih tinggi dari seratus miliar Kelvin. Apakah yang terjadi pada temperatur setinggi itu?

Marilah kita didihkan sejumlah air. Ketika temperaturnya naik dan mencapai titik didihnya, wujud air akan berubah menjadi uap air. Jika temperaturnya dinaikkan lagi hingga keadaan tertentu, uap air itu akan terurai menjadi hidrogen dan oksigen. Lalu apakah yang terjadi jika temperaturnya terus dinaikkan lagi? Akan diperoleh suatu wujud zat baru, di mana para ilmuwan menyebutnya sebagai plasma.

Contoh plasma adalah pada matahari kita. Di dalam matahari, temperaturnya bisa lebih tinggi dari 5.000 K. Apapun yang berada pada temperatur tersebut akan berwujud plasma. Di sana atom-atom hidrogen bisa terurai menjadi inti atom dan elektron. Begitulah, penguraian inti atom menjadi partikel-partikel elementer akan terjadi jika temperatur terus dinaikkan lagi.

Nah, partikel-partikel elementer itulah yang ada ketika temperatur alam semesta lebih tinggi dari ratusan miliar Kelvin. Urutan yang terbalik, yaitu partikel-partikel elementer membentuk partikel-partikel yang lebih berat, akan terjadi ketika temperatur alam semesta terus menurun.

Menurut perhitungan yang sudah dibuktikan sejumlah eksperimen fisika, partikel-partikel yang mendominasi alam semesta saat usia kosmik sekira 0,01 detik setelah big bang adalah elektron, antipartikelnya yaitu positron, partikel cahaya yaitu foton, neutrino, antipartikelnya yaitu antineutrino, serta sejumlah kecil neutron dan proton. Mereka semua berada dalam temperatur yang sama (para ilmuwan biasa menyebutnya berada dalam kesetimbangan termal). Dalam keadaan ini, penghancuran dan pembentukan partikel-partikel tersebut atau yang menghasilkan partikel lain berlangsung seimbang.

Kemudian, ketika usia kosmik mencapai sekira 0,74 detik setelah big bang, temperatur alam semesta menurun menjadi sekira 10 miliar Kelvin. Saat itulah temperatur neutrino dan antineutrino mulai berbeda dengan partikel yang lain. Pada temperatur sekira itulah neutron meluruh menjadi proton dan partikel lain, sehingga jumlah proton menjadi lebih banyak daripada neutron dibandingkan sebelumnya.

Selanjutnya, temperatur alam semesta terus menurun hingga mencapai beberapa miliar Kelvin. Pada saat usia kosmik sekira 4,12 detik setelah big bang, reaksi elektron dan positron memperlambat penurunan temperatur alam semesta dan menyisakan sejumlah kecil elektron. Neutron pun terus meluruh menjadi proton. Selain itu pembentukan inti helium-4 dari neutron dan proton menjadi lebih banyak daripada penghancurannya.

Ada tiga contoh rantai reaksi pembentukan inti helium-4 ini. Pertama, neutron dan proton bereaksi membentuk deuterium. Selanjutnya deuterium ini bereaksi dengan deuterium membentuk tritium dan proton. Kemudian tritium bereaksi dengan deuterium untuk membentuk helium-4 dan neutron. Kedua, neutron dan proton bereaksi membentuk deuterium. Lalu deuterium bereaksi dengan deuterium membentuk helium-3 dan neutron. Lalu helium-3 bereaksi dengan deuterium menghasilkan helium-4 dan proton. Proton dan neutron yang dihasilkan pada kedua rantai reaksi ini dapat digunakan lagi pada reaksi lain. Ketiga, neutron dan proton bereaksi membentuk deuterium. Lalu deuterium bereaksi dengan deuterium membentuk helium-4 dan foton. Selain reaksi-reaksi tersebut ada juga reaksi-reaksi lain, misalnya yang mengakibatkan terbentuknya lithium-7.

Demikianlah gambaran sederhana peristiwa yang terjadi sampai sekira tiga menit pertama setelah big bang. Setelah tiga menit pertama itu, alam semesta didominasi foton, sejumlah kecil elektron dan inti atom unsur-unsur ringan, serta neutrino-antineutrino yang temperaturnya sudah berbeda. Peristiwa yang menghasilkan inti unsur-unsur ringan tersebut dikenal dengan nama big bang nucleosynthesis. Para pionir dalam bidang ini adalah Gamow, Alpher, dan Herman yang mempublikasikan prediksi mereka pada era 1940-an dan 1950-an. Kerja mereka ini dilanjutkan ilmuwan lain dengan perhitungan yang lebih mendetail.

Sampai sekarang, tingkat akurasi perhitungan tersebut sangat tinggi, dengan kemungkinan kesalahan sekira 1aja. Kelimpahan unsur-unsur ringan yang mereka perkirakan adalah dalam sepuluh miliar inti atom hidrogen, ada ratusan ribu deuterium, ratusan ribu helium-3, dan beberapa lithium-7 yang berasal dari big bang nucleosynthesis. Sedangkan untuk helium-4 adalah sekira 24ari total materi biasa yang ada di alam semesta ini.

3. Kosmik Menua, Temperatur Menurun

SETELAH terjadinya big bang nucleosynthesis, temperatur alam semesta terus menurun, alam semesta semakin luas, dan usia kosmik semakin tua. Namun, menurut para ilmuwan, tidak ada peristiwa-peristiwa fisik yang berarti setelah itu hingga radiasi terlepas dari materi.

Marilah kita bahas sekilas mengenai kerapatan materi dan radiasi ini. Menurut para ilmuwan, di dalam plasma terdapat dua komponen dominan yang saling berinteraksi dan memengaruhi kerapatan plasma tersebut. Komponen yang pertama adalah materi, contohnya inti atom dan elektron, dan komponen yang kedua adalah radiasi, yaitu cahaya. Semakin tinggi temperatur plasma, semakin kuat pengaruh kerapatan radiasi. Sebaliknya, semakin rendah temperatur plasma, semakin kuat pengaruh kerapatan materi. Pada saat usia kosmik kurang dari sekira 60.000 tahun setelah big bang, para ilmuwan meyakini alam semesta ini didominasi radiasi dan setelahnya didominasi materi. Namun, meskipun alam semesta sudah didominasi materi, radiasi masih berinteraksi dengannya hingga saat tertentu. Contoh interaksi radiasi dengan materi adalah tumbukan antara foton dengan elektron atau tumbukan foton dengan inti atom. Kejadian ini menyebabkan foton tidak dapat bergerak bebas di alam semesta. Tentu saja proton pun bisa berinteraksi dengan elektron untuk membentuk atom hidrogen. Namun, dengan cepat atom hidrogen yang terbentuk ini bisa terurai lagi, karena temperatur alam semesta masih panas.

Barulah pada saat temperatur alam semesta sudah menurun hingga sekira 3000 K, pembentukan atom hidrogen menjadi jauh lebih banyak daripada penghancurannya. Maka, foton pun menjadi tidak banyak bertumbukan lagi dengan elektron dan inti atom, sehingga dapat bergerak bebas di alam semesta. Dengan kata lain, radiasi tidak berinteraksi lagi dengan materi. Kejadian pada saat usia kosmik sekira 380.000 tahun setelah big bang ini disebut dengan nama rekombinasi hidrogen (atau pembentukan hidrogen) atau decoupling (radiasi terlepas dari materi) atau yang lebih kita kenal dengan nama pembentukan CMBR.

Mengapa CMBR? Karena singkatan ini menunjukkan identitas dirinya. Kata radiation menunjukkan, ia adalah berupa cahaya atau foton yang berasal dari alam semesta (cosmic) dini. Sejak terlepas dari materi, ia membanjiri alam semesta ini (karena ia dapat bergerak bebas di alam semesta), sehingga ketika dideteksi ia seperti datang dari arah manapun di alam semesta tanpa bergantung arah dan besarnya sama tak bergantung hari, yaitu sekira 270,27 derajat di bawah temperatur pelelehan es atau hanya 2,73 derajat di atas nilai nol mutlak (yang dinyatakan dalam Kelvin atau disingkat K). Tidak bergantung pada arah inilah yang menyebabkan foton CMBR ini terlihat seperti latar belakang dalam sebuah pertunjukan sehingga muncul kata background. Para astronom mendapati, panjang gelombang foton CMBR ini adalah pada rentang panjang gelombang yang disebut microwave. (Pengembangan alam semestalah yang menyebabkan temperatur foton CMBR ini terus menurun, dari asalnya sekira 3000 K menjadi hanya sekira 2,73 K)

Panjang gelombang microwave itu berdekatan dengan panjang gelombang UHF atau VHF, yang sering digunakan stasiun televisi. Karena itulah, sebenarnya dalam kehidupan sehari-hari pun kita dapat mendeteksi keberadaan radiasi primordial ini. Cobalah atur saluran televisi Anda pada daerah yang tidak ada siarannya. Pada saat itulah, sebanyak kurang lebih 1semut-semut” yang hadir di layar televisi berasal dari CMBR.

Foton CMBR ini pertama kali disadari telah diamati, secara tidak sengaja, oleh A. A. Penzias dan R. W. Wilson di Bell Telephone Laboratories Inc., New Jersey, Amerika dalam bentuk derau pada hasil pengamatan. Pada awalnya mereka tidak tahu sumber derau ini dan malah menyangka berasal dari kotoran burung yang menempel pada instrumen pengamatan. Namun setelah kotoran tersebut dibersihkan, deraunya tetap ada. Barulah setelah berkomunikasi dengan tim kosmologi dari Universitas Princeton, yaitu R. H. Dicke, P. J. E. Peebles, P. G. Roll, dan D. T. Wilkinson, mereka meyakini derau tersebut berasal dari foton CMBR. Akhirnya kedua kelompok ini memublikasikan hasil pengamatan tersebut di Astrophysical Journal.

Itulah ketiga pilar model kosmologi standar berserta penjelasan fisisnya menurut model ini. Satu hal yang pasti, semoga kita termasuk salah seorang yang terlibat aktif di dalam bidang kosmologi ini.***

Catatan:

Hadiah Nobel Fisika tahun 2011 ini dianugrahkan kepada astronom yang membuktikan bahwa alam semesta mengembang dipercepat. Hal ini menunjukkan bahwa kosmologi merupakan salah satu area penelitian yang sangat aktif, menantang dan tentu saja mengasyikkan 🙂

Tulisan ini merupakan tulisan yang pernah dipublikasikan di suplemen Cakrawala, harian umum Pikiran Rakyat, halaman 17, terbit tanggal 12 Agustus 2004 dengan judul “Tiga Pilar Kosmologi Standar” dan “Kosmik Menua Temperatur Menurun”.

Tulisan ini dapat dibaca juga di:

http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1098974806  (Tiga Pilar Kosmologi Standar)

dan

http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1098974743 (Kosmik Menua, Temperatur Menurun)

Supermoon-Perigeemoon

Supermoon atau Perigeemoon?

Beberapa waktu ini ramai dibicarakan suatu fenomena yang disebut dengan Supermoon. Banyak diberitakan bahwa pada 19 Maret 2011 pukul 19 : 10 UT atau 20 Maret 2011 pukul 02 : 10 WIB Bulan akan berada pada jarak terdekatnya dari Bumi dibandingkan posisinya pada 18 tahun terakhir. Tersiar kabar bahwa Bulan pada tanggal 19 Maret 2011 itu akan tampak 6x lebih besar daripada biasanya. Banyak pula dibicarakan fenomena tersebut akan menyebabkan terjadinya bencana. Terlebih, pada 11 Maret 2011 lalu terjadi gempabumi dan tsunami Jepang. Benarkah fenomena ini?

Untuk menjawab benar tidaknya fenomena tersebut, alangkah baiknya kita ketahui dulu definisi Supermoon tersebut. Sebagaimana dikutip situs Wikipedia, Richard Nolle, seorang astrologer (harap dibedakan dengan astronom), mendefinisikan bahwa Supermoon adalah [1,2] “…a new or full moon which occurs with the Moon at or near (within 90% of) its closest approach to Earth in a given orbit.” Selain mendefinisikan Supermoon, ia juga mengaitkan peristiwa tersebut dengan terjadinya bencana di muka Bumi [2]. Inilah definisi Supermoon, yang sebenarnya tidak begitu diterima di komunitas ilmiah, terutama karena dikaitkannya peristiwa astronomis dengan terjadinya bencana di muka Bumi. Meskipun demikian, mari kita bahas tinjauan astronomis fenomena Supermoon ini dan terkait tidaknya ia dengan peristiwa bencana alam di muka Bumi.

Berdasarkan definisinya tersebut Supermoon hanya akan terjadi pada saat bulan dalam fase bulan baru atau purnama dan jaraknya dari Bumi di sekitar perigee. Jika kita perhatikan ternyata periode rata-rata bagi Bulan untuk berubah dari fase purnama ke purnama berikutnya atau dari fase bulan baru ke bulan baru berikutnya (disebut juga periode sinodis Bulan) adalah 29,53 hari. Karena Bulan mengelilingi Bumi dalam orbit ellips, maka pada suatu saat bulan akan berada pada titik terdekatnya dari Bumi dan titik terdekat ini disebut perigee. Adapun titik terjauhnya disebut apogee. Periode rata-rata revolusi Bulan dari titik apogee ke titik apogee lagi (disebut periode anomalistik) saat ia mengelilingi Bumi adalah 27,55 hari.

Dari dua macam periode tersebut dapat kita ketahui bahwa tidak setiap bulan baru atau purnama terjadi ketika bulan di sekitar perigeenya. Hanya pada waktu tertentu saja hal ini bisa terjadi. Anggap hari ini bulan purnama bertepatan dengan posisi Bulan di perigee dan kita ingin mengetahui kapan lagi peristiwa tersebut akan terjadi. Untuk melakukan hal ini kita kalikan sajaperiode anomalistik dengan suatu angka, katakanlah X, dan periode sinodis dengan suatu angka lain, misalnya Y. Aturannya adalah hasil perkalian antara keduanya haruslah menghasilkan angka yang hampir berdekatan. Ternyata, setelah dilakukan perhitungan, hasilnya adalah nilai X sekitar 239 dan nilai Y sekitar 223. Ini artinya Bulan harus mengelilingi Bumi sebanyak 239 kali dihitung dari perigee dan fase purnama Bulan harus berulang sebanyak 223 kali agar peristiwa supermoon itu akan terjadi lagi. Jika dihitung, peristiwa supermoon itu dapat diprediksikan berulang setiap 18 tahun 10 hari 22,5 jam. Jika hal ini diterapkan pada supermoon 19 Maret 2011, maka supermoon yang berasosiasi dengan supermoon tanggal ini adalah 30 Maret 2029 pukul 5 : 41 UT. Kita juga bisa merunut peristiwa supermoon pada masa lalu yang berasosiasi dengan supermoon 19 Maret 2011. Ternyata hasilnya adalah supermoon 18 tahun yang lalu terjadi pada 8 Maret 1993 pukul 8 : 36 UT.

Jika supermoon yang berasosiasi tersebut hanya terjadi 18 tahun sekali, apakah di antara tanggal 8 Maret 1993 dan 19 Maret 2011 serta antara tanggal 19 Maret 2011 dan 30 Maret 2029 tidak ada supermoon? Ternyata jawabannya adalah terjadi supermoon juga. Mengapa bisa ada supermoon lain di antara dua supermoon? Peristiwa ini mirip dengan gerhana Bulan atau Matahari, yang keterasosiasian antara satu gerhana dengan gerhana lainnya dinyatakan dengan siklus Saros, yang lamanya adalah sekitar 18 tahun 11 hari 8 jam.  Meskipun satu gerhana berasosiasi dengan gerhana yang terjadi 18 tahun kemudian, kejadian gerhana Bulan minimal terjadi 2 kali dalam setahun. Ini karena dua gerhana yang berdekatan itu tidak berasosiasi. Demikian juga dengan peristiwa supermoon ini, meskipun antara dua supermoon yang berasosiasi terjadi setiap 18 tahun sekali, di antara dua supermoon itu ada supermoon lain yang tidak berasosiasi dengan kedua supermoon tersebut. Dan ternyata, hampir setiap tahun terjadi peristiwa supermoon! Hal ini lebih jelas dapat dilihat pada tabel 1 berikut. Adapun pada tabel 2 diperlihatkan fenomena supermoon pada 18 tahun terakhir yang bertepatan dengan fase purnama. Pada tabel 3 diperlihatkan prediksi fenomena supermoon 18 tahun ke depan yang bertepatan dengan fase purnama.

Tabel 1. Fenomena Supermoon 17 tahun terakhir dan prediksi 18 tahun ke depan
Tabel 2. Fenomena Supermoon yang bertepatan dengan fase purnama untuk 17 tahun terakhir

Tabel 3. Prediksi Fenomena Supermoon yang bertepatan dengan fase purnama untuk 18 tahun ke depan

 

Berbeda dengan siklus Saros, yang dapat digunakan untuk memprediksi waktu dan informasi lain yang terkait dengan gerhana Matahari atau gerhana Bulan, siklus supermoon ini tidak demikian adanya. Siklus supermoon ini tidak bisa dengan tepat memprediksikan supermoon yang berasosiasi dengan supermoon pada suatu waktu. Ini karena selisih jarak antara dua supermoon yang berasosiasi bisa mencapai 100 km. Karena itu, supermoonnya bisa bergeser ke bulan lainnya. Sebagai contoh adalah kasus supermoon tahun 1995, yang terjadi pada 22 Desember 1995 pukul 10:08 UT saat fase bulan baru. Dengan mengacu siklus supermoon, semestinya supermoon yang berasosiasi dengan supermoon ini akan terjadi pada 1 Januari 2014 pukul 21:01 dengan jarak 356921 km. Ternyata pada tahun 2014  ada fenomena supermoon lain dengan jarak yang lebih dekat, yaitu yang terjadi pada 10 agustus 2014 pukul 17:44 UT saat fase purnama dengan jarak 356896 km. Karena itulah, sesungguhnya, dalam satu tahun pun bisa ada 2 fenomena supermoon dengan jarak yang hampir berdekatan! Adapun untuk kasus fenomena supermoon yang berasosiasi dengan supermoon tahun 2002 s.d. 2004, yaitu supermoon tahun 2020 s.d. 2024, ternyata masing-masing bergeser satu siklus purnama ke depan, sebagaimana dapat dibandingkan pada tabel 2 dan 3 di atas.

Baik dari tabel 1, tabel 2 maupun tabel 3, kita ketahui juga ternyata fenomena supermoon tahun 2011 ini bukanlah yang terdekat dalam 18 tahun terakhir. Dalam 18 tahun terakhir, ternyata ada fenomena supermoon lain yang jaraknya lebih dekat 10 km daripada supermoon tahun ini. Fenomena itu terjadi pada tahun 2008. Hanya saja bulan saat di perigee pada tahun 2008 tersebut terjadi hampir 5 jam setelah fase puncak purnamanya. Sementara  untuk tahun ini, bulan di perigee terjadi hampir 1 jam setelah puncak purnamanya.

Selain supermoon 2008, ternyata ada supermoon lain yang jarak Bulan-Buminya lebih dekat daripada tahun ini. Peristiwa itu terjadi pada tahun 2016 dan 2018. Khusus untuk supermoon tahun 2016, ternyata peristiwa tahun tersebut adalah peristiwa ketika Bulan dengan jarak terdekat untuk waktu 41 tahun, yaitu sejak supermoon 1975. Supermoon 1975 ini terjadi pada 25 Februari 1975 pukul 21:58 UT dengan jarak 356519 km dan terjadi hampir 3 jam sebelum puncak purnamanya. Supermoon dengan jarak seperti ini akan kembali terjadi pada supermoon 2036, yaitu saat perigee-nya terjadi pada 13 Januari 2036 pukul 8:49 dengan jarak 356518 dan terjadi hampir 2 jam sebelum puncak purnamanya.

Supermoon dan Bencana Alam

Sebagaimana definisinya, para astrologer (bukan astronom), menyatakan bahwa saat terjadi supermoon, maka akan terjadi bencana. Contoh bencana yang banyak diberitakan adalah peristiwa bencana gempabumi dan tsunami Aceh yang terjadi pada 26 Desember 2004 pukul 07:58 WIB (= pukul 00:58 UT). Contoh terbaru yang banyak diberitakan adalah peristiwa gempabumi dan tsunami Jepang 11 Maret 2011 pukul 14:46 Waktu Jepang ( = pukul 07:46 UT). Statemen yang banyak beredar adalah gempabumi dan tsunami Aceh terjadi 2 minggu sebelum supermoon pada Januari 2005. Adapun gempabumi dan tsunami Jepang terjadi 8 hari sebelum supermoon 19 Maret 2011. Benarkah keterkaitan ini?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kita harus mengingat bahwa periode anomalistik terjadi selama 27,55 hari. Dalam waktu 27,55 hari ini tentu saja Bulan akan melalui titik perigee dan apogeenya masing-masing satu kali. Jika dimisalkan terjadi peritiwa supermoon, maka kita dapat meprediksikan secara kasar bahwa hampir 2 minggu sebelum dan sesudah hari ini, Bulan akan berada di sekitar titik terjauhnya (apogee). Dengan demikian, gempabumi dan tsunami Aceh 26 Desember 2004 yang terjadi dua minggu sebelum supermoon pada Januari 2005 terjadi pada saat bulan hampir di titik terjauhnya. Dan berdasarkan perhitungan, memang demikianlah yang terjadi. Pada saat gempabumi dan tsunami Aceh terjadi, jarak Bulan adalah 402046 km. Bulan di apogee sendiri terjadi pada 27 Desember 2004  pukul 19:16 UT dengan jarak 406487. Dengan memperhatikan dekatnya waktu saat gempabumi terjadi dan saat Bulan saat di apogee, dapatlah disimpulkan gempabumi dan tsunami Aceh terjadi pada saat Bulan hampir di sekitar apogeenya. Karena itu, jika ditinjau dari jaraknya, keterkaitan gempabumi dan tsunami Aceh dengan supermoon pada Januari 2005 tidaklah berdasar sama sekali. Demikian juga dengan gempabumi dan tsunami Jepang. Pada saat gempabumi terjadi, jarak Bumi-Bulan adalah 396132 km. Jarak ini lebih jauh daripada jarak rata-rata Bumi-Bulan, yaitu 384400 km.

Jika demikian halnya, bagaimana dengan bencana alam lain yang diklaim terjadi karena supermoon? Bisa saja hal tersebut terjadi pada waktu bersamaan dengan peristiwa supermoon namun antara keduanya tidak ada keterkaitan sama sekali. Bisa juga berkaitan dengan tingkat keterkaitan yang belum diketahui. Untuk menyimpulkan terkait tidaknya antara kedua hal tersebut, haruslah dilakukan telaah yang lebih dalam bukan hanya dari segi supermoon, namun juga segi lainnya, misalnya struktur geofisika Bumi. Namun demikian, kewaspadaan untuk menghadapi bencana apapaun dan saat kapanpun tetaplah harus dikedepankan.

Contoh kewaspadaan ini adalah bagi penduduk di daerah pantai. Ini karena posisi dan fase Bulan sangat mempengaruhi pasang surut air laut. Jika jarak Bumi-Bulan berada di sekitar perigee dan fase Bulan adalah purnama atau bulan baru, efeknya pada pasang surut air laut akan lebih besar dibandingkan dengan kondisi fase purnama atau bulan baru tetapi jaraknya bukan di sekitar perigee. Tentu saja, efek lain pun mesti diperhatikan dalam pasang surut air laut ini, misalnya angin laut yang akan menyebabkan pasang naik dan angin darat yang akan menyebabkan pasang surut. Terlebih, jika kondisi pasang surut ini disertai dengan cuaca buruk. Tentu saja kewaspadaan harus lebih ditingkatkan lagi.

Kondisi Tampakan Bulan saat Supermoon

Apakah yang terjadi dengan Bulan saat supermoon berlangsung? Tidak ada yang berubah! Hanya tampakannya saja dari Bumi menjadi terlihat lebih besar daripada biasanya, jika kita dapat melihatnya. Tentu saja kita tidak akan bisa melihat supermoon saat fase bulan baru. Kita hanya dapat melihat efeknya pada gerhana Matahari, jika peristiwa supermoon ini bertepatan dengan gerhana Matahari. Karena itu, peristiwa supermoon akan bagus untuk disaksikan jika fase bulannya purnama. Untuk alasan inilah, pada tabel 2 dan tabel 3 di atas hanya ditampilkan fenomena supermoon saat fase purnama saja.

Sebagai contoh adalah peristiwa supermoon 19 Maret 2011. Diameter sudut Bulan saat supermoon 19 Maret 2011 ini adalah 33,5’ atau setengah derajat lebih 3,5’. Nilai ini sebanding dengan sekitar 14% lebih besar daripada diameter sudut saat bulan di apogee. Jika kita mengamati bulan purnama dengan mata tanpa bantuan teleskop, perbedaan tampakan sebesar itu tidak akan terlalu terlihat. Lain halnya jika kita mengamatinya dengan menggunakan alat bantu teleskop, kita bisa lebih jelas melihat detail-detil permukaan Bulan. Karena jaraknya yang lebih dekat dan tampakannya yang lebih besar, konsekuensinya Bulan akan terlihat lebih cerlang daripada biasanya. Berdasarkan perhitungan, Bulan saat supermoon ini lebih cerlang sekitar 30 % daripada kecerlangan Bulan saat di apogee.

Khusus untuk supermoon 19 Maret 2011 yang terjadi pada pukul 19:10 UT atau 20 Maret 2011 pukul 02:10 WIB, kondisi bulan saat tersebut masih di daerah atas (tidak dekat horizon apalagi terbenam). Hal ini sangatlah menguntungkan bagi pengamat di indonesia, karena dengan demikian jarak pengamat di permukaan Bumi terhadap Bulan akan semakin pendek lagi. Sebagai contoh adalah untuk pengamat di kota Jakarta. Berdasarkan perhitungan, ternyata saat supermoon itu, jarak pengamat di Jakarta terhadap Bulan adalah sekitar 351290 km atau lebih dekat 5287 km dibandingkan untuk pengamat yang diandaikan di pusat Bumi. Karena itu, Bulan akan terlihat lebih besar lagi dan lebih cerlang lagi!

Selamat menikmati Supermoon dan semoga langit cerah!

Nb: Dengan memperhatikan uraian di atas, dapat dikatakan bahwa secara sains astronomi, siklus supermoon dapatlah diprediksi. Namun demikian, peristiwa supermoon belum tentu berkaitan dengan bencana meskipun kejadiannya pada waktu yang hampir bersamaan. Karena itu, sebenarnya saya lebih suka menyebut supermoon ini dengan perigeemoon karena kandungan ilmiahnya lebih jelas. Hanya saja, istilah supermoon sepertinya sudah ngetrend, maka mau tidak mau saya mengikuti istilah yang lebih umum. Namun, tetap dengan menekankan bahwa meskipun secara sains astronomi supermoon bisa diprediksi, efeknya pada bencana belum tentu berkaitan.

Referensi:

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Supermoon diakses tanggal 19 Maret 2011

[2] http://www.astropro.com/features/articles/supermoon/ diakses tanggal 19 Maret 2011