Ilustrasi alam semesta. (unsplash.com/@grakozy)
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menaksir usia seseorang melalui pengamatan terhadap penampilan fisiknya. Misalnya, ketika kita melihat seorang siswa mengenakan seragam sekolah putih abu-abu, kita dapat memperkirakan usianya berkisar antara 15 hingga 17 tahun. Begitu pula, ketika kita melihat seseorang dengan rambut memutih dan kulit yang mulai berkeriput, kita mungkin memperkirakan usianya lebih dari 60 tahun. Pengamatan terhadap ciri-ciri fisik ini menjadi dasar dalam menaksir usia seseorang.
Prinsip yang serupa juga digunakan ketika para ilmuwan berusaha memperkirakan usia Bumi. Namun, alih-alih memeriksa penampilan manusia, mereka meneliti "penampilan fisik" Bumi, yaitu batuan-batuan yang menyusun lapisan-lapisan geologisnya. Para ahli geologi melakukan eksplorasi untuk menemukan batuan tertua yang ada di Bumi. Penelitian terhadap batuan-batuan ini mengungkap bahwa beberapa di antaranya berusia miliaran tahun. Pertanyaannya adalah, bagaimana para ilmuwan bisa menentukan usia batuan tersebut dengan akurat? Jawabannya terletak pada metode penanggalan radiometrik.
Metode Radiometrik: Menentukan Usia Bumi
Penanggalan radiometrik memanfaatkan sifat alami beberapa atom dalam materi tertentu yang tidak stabil dan mengalami peluruhan menjadi unsur lain seiring waktu. Proses peluruhan ini berlangsung pada kecepatan yang dapat diukur secara pasti, yang disebut waktu paruh. Sebagai contoh, jika suatu unsur memiliki waktu paruh 5.000 tahun, maka dalam jangka waktu tersebut, setengah dari atom unsur akan berubah menjadi unsur lain. Dengan menghitung sisa isotop radioaktif dalam batuan, ilmuwan dapat memperkirakan berapa lama batuan tersebut telah terbentuk.
Namun, dalam penentuan usia Bumi, ada tantangan tersendiri. Batuan di Bumi terus menerus mengalami daur ulang melalui proses-proses geologi seperti aktivitas tektonik dan vulkanik. Ini membuat sebagian besar batuan di permukaan tidak dapat digunakan untuk menaksir usia Bumi secara keseluruhan, karena mereka telah mengalami banyak perubahan selama miliaran tahun. Para ilmuwan kemudian beralih ke batuan murni yang tidak mengalami proses daur ulang, seperti batu-batuan yang diambil dari Bulan dan meteorit.
Batu-Batuan dari Bulan dan Meteorit: Kunci Menentukan Usia Bumi
Bulan, yang tidak mengalami aktivitas geologis signifikan seperti Bumi, menyediakan batu-batuan yang relatif utuh sejak terbentuk. Dengan mempelajari sampel-sampel batuan dari misi Apollo ke Bulan, para ilmuwan membandingkan usianya dengan meteorit yang ditemukan di Bumi serta batuan tertua di planet kita. Hasilnya, usia Bumi diperkirakan sekitar 4,5 miliar tahun. Penanggalan meteorit yang jatuh ke Bumi juga menunjukkan angka yang serupa, memperkuat estimasi usia Bumi.
Gravitasi dan Pembentukan Alam Semesta
Sementara penentuan usia Bumi memerlukan studi terhadap batuan, pemahaman tentang asal mula alam semesta sangat dipengaruhi oleh gravitasi. Alam semesta kita terbentuk melalui serangkaian peristiwa kosmik yang sangat kompleks, dan gravitasi memainkan peran kunci dalam proses ini. Berdasarkan Teori Relativitas Umum yang dikemukakan oleh Einstein, gravitasi bukan hanya gaya tarik antar benda, melainkan merupakan hasil dari kelengkungan ruang-waktu yang diakibatkan oleh keberadaan massa. Semakin besar massa sebuah objek, semakin signifikan kelengkungan ruang-waktu yang ditimbulkan, dan ini menyebabkan interaksi gravitasi.
Untuk mempermudah pemahamannya, kita bisa membayangkan ruang-waktu sebagai kain elastis yang terbentang. Ketika sebuah benda bermassa diletakkan di atas kain tersebut, kain akan melengkung. Benda-benda yang lebih kecil akan ditarik ke arah benda yang lebih besar karena kelengkungan ini. Namun, ruang-waktu bukanlah dua dimensi seperti kain, melainkan empat dimensi---tiga dimensi ruang (panjang, lebar, dan tinggi) serta satu dimensi waktu. Semua objek bermassa, mulai dari planet hingga bintang dan lubang hitam, menciptakan kelengkungan ruang-waktu, yang menyebabkan benda-benda lain tertarik ke arahnya.