Ditemukan Awan Air Terbesar di Jagad Raya

Para ilmuwan baru-baru ini berhasil menemukan massa air raksasa terbesar dan tertua di jagad raya.

Massa air berbentuk awan itu, berusia 12 miliar tahun dan diperkirakan mengandung massa air  yang besarnya 140 triliun kali lipat dari seluruh massa air yang ada di bumi. 

Awan uap air itu dikelilingi oleh sebuah lubang hitam supermasif yang dikenal dengan quasar, berada di lokasi yang berjarak sekitar 12 miliar tahun cahaya dari Bumi.

Seperti dikutip stasiun berita MSNBC, para ilmuwan mengatakan bahwa temuan ini membuktikan bahwa air telah ada sejak awal keberadaan jagad raya 

"Karena cahaya yang kita lihat meninggalkan kuasar itu lebih dari 12 tahun cahaya, kita melihat kehadiran air hanya sekitar 1,6 milar setelah awal dari jagad raya," ujar Alberto Bolatto, salah seorang peneliti dari University of Maryland lewat sebuah pernyataan.

Penemuan ini menandai keberadaan air semiliar tahun lebih dekat dengan peristiwa dentuman besar.

Quasar adalah obyek bercahaya dan paling energetik di alam raya. Kuasar ditenagai oleh lubang hitam besar yang menghisap gas-gas dan debu di sekitarnya lalu memuntahkan energi dalam jumlah besar. 

Para tim astronom berhasil mendeteksi dan mengkonfirmasi keberadaan awan air itu di sekeliling quasar, melalui dua teleskop berbeda, satu di Hawaii dan satu lagi di California. 

Peneliti memperkirakan, bahwa uap air itu terbentuk di awal kemunculan alam raya. Jadi, penemuan awan tua ini tida terlalu mengagetkan mereka. "Ini adalah bukti selanjutnya di mana air  meresap ke seluruh alam semesta, bahkan di saat-saat yang sangat awal," kata pemimpin penulis riset, Matt Bradford, dari Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California.

Quasar APM 08279+5255  mengandung uap air yang besarnya 4.000 kali lebih besar daripada galaksi Bima Sakti, kata para peneliti. Hal ini mungkin dikarenakan banyak air di galaksi Bima Sakti yang berwujud es, bukan uap.

Uap air di quasar didistribusikan ke sekitar lubang hitam masif di wilayah yang panjangnya mencakup ratusan tahun cahaya. Awan tersebut memiliki suhu minus 63 derajat Fahrenheit (-17,2 derajat celsius), namun, atmosfer bumi memiliki kepadatan yang 300 triliun kali lebih padat daripada awan tersebut.

Setidaknya, awan itu lima kali lebih panas, dan 10 sampai 100 kali lebih padat daripada apa yang biasa dijumpai di galaksi-galaksi, termasuk Bima Sakti, kata para peneliti. Awan air itu juga mengungkap info penting lain tentang quasar. 

Pengukuran uap air dan molekul-molekul lain seperti karbon monoksida, mengungkap kemungkinan bahwa terdapat jumlah gas yang cukup bagi lubang hitam untuk berkembang hingga sekitar enam kali dari ukuran sebelumnya. Temuan ini akan segera dipublikasikan pada Astrophysical Journal Letters.

Ukuran Alam Semesta 250 Kali Lipat Lebih Luas

Apakah alam semesta memiliki ukuran pasti atau tak terbatas? Berhubung ukuran alam semesta yang dapat dilihat semakin meluas, benda berjarak terjauh yang bisa dilihat menjadi jauh lebih tua dibanding yang diperkirakan yakni sekitar 14 miliar tahun.

Diketahui, photon pada latar belakang gelombang mikro kosmik telah menempuh waktu 45 miliar tahun untuk tiba di Bumi. Itu berarti, alam semesta yang terlihat oleh mata setidaknya memiliki ukuran seluas 90 miliar tahun cahaya.

Namun demikian, ternyata alam semesta jauh lebih luas lagi. Ini bisa diketahui berkat analisis statistik yang dibuat oleh Mihran Vardanyan dan rekan-rekannya, peneliti dari University of Oxford.

Menurut Vardanyan, seperti dikutip dari Daily Galaxy, kunci dari mengetahui ukuran sebenarnya dari alam semesta adalah dengan mengukur lengkungannya.

Sebelumnya, astronom memiliki beberapa metode untuk mengukur lengkungan tersebut. Salah satunya, menurut Technology Review dari Massachusetts Institute of Technology, adalah menggunakan objek yang berada di jarak jauh yang sudah diketahui ukurannya dan membandingkan dengan seberapa besar ia terlihat.

Jika objek itu tampak lebih besar dibanding seharusnya, alam semesta tertutup. Jika ukurannya tampak sama seperti seharusnya, alam semesta berbentuk datar. Namun, jika lebih kecil, berarti alam semesta terbuka (tak terhingga).

Masalahnya, saat ilmuwan mengamati berbagai data dari bermacam model, mereka mendapatkan jawaban yang berbeda-beda untuk mengetahui jawaban pasti seputar lengkungan dan ukuran alam semesta. Lalu, mana yang paling akurat di antaranya?

Terobosan yang diambil Vardanyan dan timnya disebut dengan nama Bayesian modelaveraging. Teknik ini lebih cerdas dibandingkan dengan menggunakan pengukuran lengkungan yang umum digunakan ilmuwan untuk menjelaskan data yang mereka miliki.

Menurut permodelan yang dibuat Vardanyan, lengkungan alam semesta sangat dekat dengan 0. Dengan kata lain, kemungkinan besar, alam semesta berukuran datar.

Sebuah alam semesta yang berbentuk datar juga bisa tak terbatas. Dan kalkulasi yang dibuat oleh Vardanyan juga konsisten dengan hal ini. Dari perhitungan, alam semesta memiliki ukuran setidaknya 250 kali lipat lebih besar dibandingkan dengan Hubber volume yang berukuran 13,8 miliar tahun cahaya. 

Teori Relativitas Einstein yang Dibuktikan NASA

Alat pengukur gravitasi milik Badan Antariksa Amerika Serikat, NASA, berhasil membuktikan dua asumsi kunci yang dicetuskan Albert Einstein dalam teori relativitas. Teori ini dicetuskan oleh Einstein pada 52 tahun yang lalu.

Misi The Gravity Probe-B (GP-B) diluncurkan pada tahun 2004 untuk mempelajari dua asumsi Einstein. Pertama, mengenai efek geodesi, atau adanya lengkungan ruang dan waktu di sekitar gravitasi. Kedua, asumsi mengenai frame-dragging, yang menjelaskan jumlah struktur ruang-waktu yang terpilin akibat rotasi suatu massa.    

Bayangkan bumi seakan-akan terbenam di benda seperti madu, ketika bumi berotasi, madu di sekitarnya akan membentuk pusaran yang mengikuti (swirl), begitu pula dengan ruang dan waktu. Demikian menurut analogi Francis Everitt, peneliti Stanford University yang juga peneliti utama GP-B.

Gravity Probe-B menggunakan empat gyroscope (pengukur orientasi) dengan tingkat ketepatan ultra tinggi untuk mengukur dua hipotesa gravitasi ini. Alat ini kemudian mengkonfirmasi kedua efek gravitasi dengan mengarahkan alat ini ke bintang yang disebut IM Pegasi, untuk menciptakan presisi yang netral.

Jika gravitasi tidak berdampak terhadap ruang dan waktu, maka gyroscope GP-B akan menunjuk ke arah yang sama saat probe itu berada di kutub orbit sekitar bumi. Bagaimana pun, gyroscopes memiliki perubahan kecil tapi terukur terhadap arah putaran daya tarik bumi.

"Hasil misi ini akan memiliki dampak jangka panjang terhadap teori yang dimiliki ahli fisika," kata Bill Danchi, ahli antrofisika dan pengamat di Markas Nasa di Washington.

"Setiap teori yang meragukan teori Einstein dalam hal relativitas umum akan mencoba untuk mencari hasil pengukuran yang tepat dari yang telah dilakukan GP-B," lanjut Danchi.

Hasil ini menjadi proyek terpanjang yang dilakukan NASA, yang telah terlibat dalam penelitian gyroscope untuk relativitas sejak 1963.   

Penelitian dan percobaan yang dilakukan selama berpuluh tahun ini telah merintis teknologi untuk mengendalikan gangguan yang bisa mempengaruhi pesawat ulang-alik, seperti daya tarik aerodinamis, medan magnet, dan variasi hawa panas. Lebih jauh, misi pelacak bintang dan gyroscope NASA merupakan alat dengan presisi tertinggi yang pernah didesain dan diproduksi.