Mengapa Luar Angkasa Gelap meski Banyak Bintang Bersinar Terang?

JAKARTA - Luar angkasa yang begitu luas ternyata gelap gulita meski terdapat 200 miliar triliun bintang yang bersinar terang, kenapa? Jawaban sederhana dari pertanyaan ini adalah paradoks Olbers.

Dikutip dari Britannica, Rabu (18/10/2023), paradoks Olbers dirumuskan oleh astronom Jerman Heinrich Olbers pada 1823. Paradoks Olbers atau paradoks langit malam merupakan pertanyaan mengapa langit malam terlihat gelap jika alam semesta tidak terbatas dan homogen serta jumlah bintangnya tidak terbatas.

Konsep dasar paradoks ini adalah jika alam semesta terdiri dari jumlah bintang yang tidak terbatas, maka langit malam seharusnya tidak gelap, melainkan terlihat sama terangnya seperti pada siang hari. Sebab, jika bintang-bintang tersebar secara merata di seluruh ruang, maka setiap garis pandang dari Bumi harusnya menembus bintang dan membawa cahayanya. Sehingga, langit seharusnya tidak gelap pada malam hari. Namun faktanya langit pada malam hari terlihat gelap.

Johannes Kepler pada tahun 1610 lantas mengemukakan argumen yang menentang gagasan alam semesta tanpa batas yang mengandung jumlah bintang tak terhingga. Menurut dia, rata-rata masa terang bintang-bintang terlalu singkat bagi cahaya untuk mencapai Bumi dari bintang-bintang yang sangat jauh.



Dalam konteks alam semesta yang mengembang, argumen serupa dapat dikemukakan. Yaitu, alam semesta terlalu muda bagi cahaya untuk mencapai Bumi dari wilayah yang sangat jauh.

Ilustrasi gelembung

Dikutip dari The Conversation, alam semesta sangat tua sehingga cahaya bahkan dari bintang terjauh pun membutuhkan waktu untuk mencapai Bumi. Dalam skenario ini, semua bintang di alam semesta tidak bergerak sama sekali.

Bayangkan sebuah gelembung besar dengan Bumi di tengah. Jika gelembung tersebut memiliki diameter sekitar 10 tahun cahaya, maka akan terdapat sekitar satu lusin bintang di dalamnya. Tentu saja, pada jarak beberapa tahun cahaya, banyak dari bintang-bintang tersebut akan terlihat cukup redup dari Bumi.

Jika gelembung tersebut diperbesar hingga memiliki diameter 1.000 tahun cahaya, kemudian menjadi 1 juta tahun cahaya, dan kemudian 1 miliar tahun cahaya, bintang-bintang terjauh di dalam gelembung akan terlihat semakin redup. Tetapi akan ada semakin banyak bintang di dalam gelembung yang lebih besar, dan semua dari akan memberikan cahaya. Meskipun bintang-bintang terjauh terlihat semakin redup, akan ada jauh lebih banyak jumlahnya dan seluruh langit malam seharusnya tampak sangat terang.

Usia penting

Dalam ilustrasi gelembung ini, bintang-bintang tersebut tidak bergerak dan bahwa alam semesta sangat tua. Tetapi alam semesta baru sekitar 13 miliar tahun.

Meskipun itu adalah waktu yang sangat lama dalam persepsi manusia, namun sejatinya waktu yang singkat dalam astronomi. Waktu itu cukup singkat sehingga cahaya dari bintang-bintang yang lebih jauh dari sekitar 13 miliar tahun cahaya belum benar-benar mencapai Bumi. Jadi gelembung sebenarnya di sekitar Bumi yang berisi semua bintang yang dapat dilihat hanya membentang hingga sekitar 13 miliar tahun cahaya dari Bumi.



Hanya saja tidak ada cukup bintang di dalam gelembung untuk mengisi setiap garis pandang. Tentu saja, jika melihat ke arah tertentu di langit, kita dapat melihat bintang-bintang. Namun, jika melihat ke bagian lain langit, kita tidak dapat melihat bintang apa pun. Hal itu karena di tempat-tempat gelap tersebut, bintang-bintang yang bisa menghalangi garis pandang berada sangat jauh sehingga cahayanya belum mencapai Bumi. Seiring berlalunya waktu, cahaya dari bintang-bintang yang semakin jauh akan membutuhkan waktu untuk mencapai Bumi.

Pergeseran Doppler

Alam semesta sebenarnya sedang mengembang, dengan galaksi-galaksi paling jauh bergerak menjauh dari Bumi hampir dengan kecepatan cahaya.

Karena galaksi-galaksi tersebut menjauh begitu cepat, cahaya dari bintang-bintang dipaksa ke dalam warna yang mata manusia tidak dapat melihatnya. Efek ini disebut pergeseran Doppler. Jadi, bahkan jika cahayanya memiliki cukup waktu untuk mencapai Bumi, manusia masih tidak dapat melihat cahaya dari bintang-bintang yang paling jauh dengan mata. Dan langit malam tidak akan sepenuhnya terang.

Pada akhirnya semua bintang akan padam, bintang seperti matahari hanya bertahan sekitar 10 miliar tahun. Para astronom membuat hipotesis bahwa di masa depan sekitar seribu triliun tahun dari sekarang, alam semesta akan menjadi gelap, dihuni hanya oleh sisa-sisa bintang seperti lubang hitam .