Paradoks Olbers

“Siang sudah terang, Matahari malah muncul. Malam begini gelap, Matahari malah tak muncul.” Itu pasti cuma seloroh konyol di warung kopi.

Nah, sekarang kalau ada pertanyaan “kenapa langit malam itu gelap”, mungkin kita menganggapnya juga obrolan warung kopi. Bukankah sudah jelas, di malam hari tak ada Matahari sehingga langit gelap? Cetho welo-welo.

Tapi, ya itulah. Hal-hal yang sudah tampak jelas itu ternyata tidak sejelas yang kausangka, Ferguso. Sama seperti orang tanya: kenapa batu kalau dilempar jatuhnya ke bawah. Itu pertanyaan simpel, tapi untuk menyingkapnya toh butuh teori gravitasi Newton. Itulah cara kerja ilmu dan ilmuwan: menukik ke akar persoalan, core of the core, untuk menemukan kausalitas yang koheren dan komprehensif.

Kembali ke pertanyaan tadi: kenapa langit-malam gelap? Ini pertanyaan bukan muncul di warung kopi tapi dilontarkan oleh para astronom sejak era Kepler (1610) hingga Halley (abad ke-18). Pertanyaan tersebut baru mencuat sebagai sebuah isu spesifik dan penting sejak Olbers melontarkannya pada 1825. Di tahun itu para ilmuwan belum tahu mekanisme reaksi fusi di inti bintang, teori relavitas Einstein, dan teori ekspansi alam semesta.

Ilustrasi Paradoks Olbers [1]

Pertanyaan Olbers (populer dengan sebutan Paradoks Olbers) tadi mesti dibaca dalam kerangka fisika Newtonian yang mengasumsikan alam semesta itu punya empat sifat: statis (tetap dan tak berubah selamanya), abadi (eternal, tak berawal dan tak berakhir), seragam (uniform), dan tak berhingga (infinite). Nah, dengan kerangka itulah Olbers menyimpulkan, langit haruslah terang benderang sepanjang waktu di seluruh penjuru. Kenapa? Karena ke arah mana pun memandang, mata kita akan berujung pada sebuah bintang. [Serupa dengan ini: di tengah hutan lebat, pandangan mata kita akan berujung pada sebuah pohon]. Dan karena alam semesta abadi (tak berawal dan tak berakhir), cahaya dari bintang mana pun akan tiba di Bumi. Lalu, karena distribusi bintang-bintang bersifat seragam dan merata, dengan jumlah tak berhingga, intensitas cahaya yang diterima Bumi akan cukup kuat sehingga langit terang benderang sepanjang waktu.

Pertanyaan sederhana ternyata butuh jawaban yang tak selalu sederhana. Perlu menunggu lahirnya Teori Relativitas Einstein dan observasi tentang ekspansi alam semesta untuk menjawabnya.

Menurut teori Einstein, alam semesta memiliki awal, yakni sejak Big Bang. Dan berdasarkan perhitungan, alam semesta ini berumur 13,7 miliar tahun. Apa konsekuensinya? Cahaya dari objek-objek yang jaraknya lebih dari 13.7 miliar tahun tidak akan sampai di Bumi. (Sebab untuk mencapai ke Bumi, cahaya dari objek-objek tersebut memerlukan waktu melebihi umur alam semesta—berarti mustahil secara matematis).

Galaksi-galaksi jauh di dalam Cluster MACS J0717.5+3745 [2]

Faktor kedua terkait dengan alam semesta yang mengembang dengan laju yang kian cepat. Makin jauh suatu objek, laju menjauhnya makin tinggi pula. Konsekuensinya apa? Frekuensi objek-objek yang menjauh itu akan mengecil, persis sebagaimana frekuensi raungan sirine akan melemah begitu ambulans bergerak menjauh. Nah, karena objek-objek tadi melemah frekuensinya, maka terjadi pergeseran dari frekuensi cahaya tampak (visible light) ke frekuensi inframerah dan frekuensi gelombang mikro. Akibatnya, objek-objek yang menjauh tadi tidak bisa kita lihat alias tidak memberi kontribusi pada kecerahan atau ke-terang-an langit.

Spektrum Elektromagnetik [3]

Referensi:
[1]https://www.daviddarling.info/encyclopedia/O/Olbers_Paradox.html
[2]https://www.spacetelescope.org/images/potw1017a/
[3]https://sites.google.com/site/chempendix/em-spectrum

Citra Matahari Terkini

Latest image from Helioviewer.org.