"Meluncur dari hutan hujan tropis menuju tepian waktu, James Webb memulai perjalanan waktu kembali ke titik kelahiran alam semesta."
Teleskop luar angkasa terbesar dan terkuat di dunia, diluncurkan oleh NASA beberapa hari lalu, tepatnya 24 Desember 2021. Teleskop itu diberi nama James Webb Space Telescope (Teleskop Luar Angkasa James Webb).
Dengan teleskop ini, kita dapat melakukan perjalanan waktu. Maksud saya, tidak mungkin untuk kembali ke masa lalu, tetapi dengannya, kita bisa melihat sekilas sejarah. Dan saya tidak berbicara tentang sejarah yang dibuat dalam 5-6 tahun terakhir, melainkan jutaan dan miliaran tahun sejarah dapat dilihat dengan menggunakan teleskop ini. Lebih khusus lagi, 13 Miliar Tahun!
Alam semesta dimulai dengan Big Bang 13,8 miliar tahun yang lalu. Dan teleskop ini dapat melihat hingga 13 miliar tahun yang lalu. Sekitar 0,7 miliar tahun setelah alam semesta dimulai.
Tapi bagaimana mungkin? Yuk, di artikel ini, mari kita pahami fenomena ini.
Hal yang paling istimewa tentang teleskop ini adalah dirancang terutama untuk mendeteksi cahaya inframerah. Ketika melihat ke langit dengan teleskop biasa, kita melihat panjang gelombang cahaya tampak yang bisa dilihat dengan mata telanjang.
Masih ingat pelajaran tentang Spektrum Elektromagnetik di sekolah? Gelombang elektromagnetik dalam spektrum yang luas  termasuk sinar-X, sinar Ultraviolet, gelombang radio, gelombang mikro, dan di sana, ada sejumlah kecil cahaya tampak. Cahaya tampak adalah cahaya yang bisa kita lihat dengan mata telanjang.
Dan seperti yang kita ketahui tentang gelombang elektromagnetik, semakin besar panjang gelombang, semakin mudah gelombang elektromagnetik melewati benda atau penghalang apa pun. Seperti gelombang radio yang kita dengarkan di mobil saat macet atau jalan tol panjang.
Panjang gelombang radio dapat menjangkau lebih dari ratusan kilometer. Untuk itu, kita bahkan bisa mendengarkan gelombang radio yang melewati gedung-gedung.
Panjang gelombang inframerah lebih besar daripada merah. Tapi kita tidak bisa melihat inframerah dengan mata telanjang. Keuntungan menggunakan teleskop untuk melihat inframerah dapat dilihat pada foto ini.
Foto di sebelah kiri diambil oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble. Teleskop ruang angkasa paling kuat yang dimiliki sampai sekarang. Kita dapat melihat debu luar angkasa di dalamnya. Dan bisa melihat terbentuknya awan gas.
Panjang gelombang inframerah dapat menembus debu dan awan dan kita akan dapat melihat apa yang ada di baliknya. Gambar di sebelah kanan adalah apa yang dibayangkan mampu dilihat dengan teleskop James Webb.
Pada dasarnya, bisa dikatakan bahwa teleskop Webb akan mendapatkan gambar HD yang lebih berkualitas tinggi.
Kata 'Inframerah' pada dasarnya berarti 'di bawah merah'. Kata ini berasal dari bahasa Latin, Infra artinya di bawah. Jadi Inframerah secara harfiah berarti "di Bawah Merah". Karena frekuensinya berada di bawah frekuensi merah. Dan frekuensi berbanding terbalik dengan panjang gelombang, sesuai dengan apa yang tertulis di buku fisika SMA.
Apa pun yang memancarkan panas, memancarkan gelombang inframerah. Manusia, hewan, Matahari, api, masing-masing memancarkan gelombang infra merah. Itu sebabnya di kacamata night vision (seperti yang biasa digunakan tentara) pada dasarnya mendeteksi inframerah.
Nah, karena bintang dan galaksi bintang, dan planet semuanya memancarkan panas, teleskop bintang bisa menangkap dan melihat gelombang inframerah yang dipancarkan oleh benda-benda angkasa tersebut.
Yang menarik saat teleskop melihat bintang-bintang yang jaraknya miliaran kilometer dari kita adalah ketika cahaya dari bintang-bintang itu mencapai teleskop, cahaya telah menempuh jarak sedemikian rupa, sehingga pada saat sampai di bumi, panjang gelombang cahaya akan meregang, karena seperti yang kita tahu alam semesta berkembang perlahan.
Panjang gelombang menjadi memanjang. Fenomena ini dikenal sebagai Pergeseran Merah. Bahwa panjang gelombang cahaya telah meregang sedikit, dan telah bergeser ke arah warna merah.
Pada teleskop, semakin besar cermin yang dipakai, semakin banyak cahaya yang bisa mereka tangkap. Dan resolusi gambar yang kita dapatkan akan jauh lebih tinggi. Itulah sebabnya, semakin banyak teleskop yang diciptakan dilengkapi dengan cermin yang lebih besar.Â
Ada masalah di sini. Sempat saya sebutkan sebelumnya bahwa segala sesuatu yang memancarkan panas memancarkan gelombang inframerah. Ketika teleskop mulai bekerja, teleskop akan memancarkan panas juga. Beberapa gelombang inframerah akan dipancarkan dari dalam teleskop. Ini akan mengganggu gelombang yang datang dari galaksi, akibatnya gambar yang dihasilkan menjadi tidak berkualitas terpolarisasi oleh cahaya inframerah dari teleskop.
Untuk menghindarinya , Teleskop James Webb ini hanya akan bekerja pada suhu dingin -223C. Suhu harus sangat rendah agar bisa bekerja dengan baik.
Di Bumi, suhu terendah belum turun ke bawah angka -89C. Jadi bagaimana teleskop ini bisa tetap dingin? Hal ini memungkinkan di luar angkasa karena di luar angkasa sangat dingin, kecuali ruang yang terkena sinar matahari.
Namun, jika sinar matahari mencapai suatu wilayah, suhu akan naik dengan cepat karena tidak punya atmosfir seperti di bumi yang mampu menyaring panas.
Seperti yang terjadi di bulan. Karena atmosfer bulan tipis, suhu di sana bisa turun hingga -170 C. Tapi begitu ada matahari, suhunya naik menjadi 120C. Hal ini sangat bermasalah untuk teleskop ini. Tidak lama setelah sinar matahari jatuh pada teleskop, teleskop akan memanas dengan cepat. Jadi mereka harus mengatasi problem ini.
Untuk menghindari masalah ini, pelindung matahari (sun shield) dipasang pada Teleskop James Webb. Perisai matahari ini berbentuk layang-layang sebesar lapangan tenis agar teleskop bisa tetap terlindung dari Matahari.Â
Pelindung ini menggunakan bahan yang sangat khusus, yaitu Kapton. Beberapa bahan diuji untuk melihat bahan mana yang paling efektif digunakan untuk menghalangi Matahari dan menjaga teleskop tetap dingin. Karena tak ada bahan alami yang mampu menahan panas matahari di angkasa, maka diciptakanlah Kapton. Jadi, Kapton dibuat secara artifisial.
Sun Shield ini hadir dengan 5 lapis Kapton, dan setiap lapisnya lebih tipis dari sehelai rambut manusia. Ada celah vakum di antara setiap lapisan. Sehingga efektifitasnya dapat ditingkatkan. Selain itu, setiap lapisan memiliki lapisan aluminium di atasnya. Dan dua lapisan yang paling dekat dengan Matahari memiliki lapisan silikon yang sudah dimodifikasi.
Teleskop luar angkasa ini tidak dioperasikan di dekat Bumi, seperti Teleskop Luar Angkasa Hubble. Hubble dekat dengan Bumi dan mengorbit di sekitarnya.Â
Sedangkan James Webb akan dikerahkan 1,5 juta kilometer jauhnya dari Bumi. Lokasi tersebut dikenal sebagai titik L2. L adalah singkatan dari Lagrange Point. Titik ini akan berada di sisi lain Matahari, karena jelas, penting untuk memblokir panas dan cahaya Matahari sebanyak mungkin agar teleskop ini bisa berfungsi dengan lebih baik.
Jadi, Titik L2 istimewa karena terus berputar dengan Bumi. Matahari akan tersembunyi sepanjang gerak revolusi bumi. Bayangan Bumi akan membuat Matahari tetap aman tersembunyi.
Ini mirip saat sedang melihat sesuatu ke arah Matahari, kita tidak dapat melihat dengan jelas karena sinar matahari lalu menutupi Matahari dengan tangan agar bisa melihat lebih jelas. Sama halnya dengan teleskop.Â
NASA mengatakan bahwa seluruh prosedur pembuatan dan peluncurannya sangat rumit terhitung mereka telah mengidentifikasi lebih dari 300 potensi masalah yang mungkin muncul. Lebih dari 300 titik kegagalan, jika salah satu masalah terjadi, maka seluruh proyek akan berakhir.
10 Miliar dollar AS telah dihabiskan untuk proyek ini. Jumlah ini sangat besar sehingga NASA harus mendanai beberapa proyek penelitian dan mengarahkan uang ke proyek ini untuk memungkinkannya.
Selain NASA, Badan Antariksa Eropa dan Badan Antariksa Kanada juga berpartisipasi dalam proyek James Webb. Para ilmuwan menaruh harapan bahwa dengan menggunakan teleskop James Webb, mereka bisa mempelajari bagaimana bintang dan galaksi terbentuk setelah Big Bang.
Seperti yang saya katakan, dengan teleskop ini, kita dapat melihat 13 miliar tahun ke masa lalu. Teleskop Luar Angkasa Hubble hanya bisa melihat 1 miliar tahun setelah Big Bang terjadi. Jadi sekitar 12,8 miliar tahun yang lalu.
Tetapi Teleskop James Webb dapat melihat hingga 0,3 miliar tahun setelah Big Bang saat bintang mulai terbentuk lebih dulu.Â
Muncul pertanyaan, bagaimana mungkin untuk melihat ke masa lalu? Jawabannya sangat sederhana. Cahaya membutuhkan waktu untuk menempuh jarak. Dan pada saat cahaya mencapai dari satu tempat ke tempat lain, banyak waktu telah berlalu. Apalagi jarak sebesar bumi ke titik bigbang.Â
Cahaya dari Matahari mencapai Bumi dengan menempuh perjalanan kurang lebih 8 menit. Artinya, jika Matahari menghilang secara tiba-tiba misalnya, dibutuhkan waktu 8 menit bagi manusia untuk mengetahuinya di Bumi kalau Matahari telah menghilang. Bisa dikatakan bahwa kita melihat 8 menit ke masa lalu ketika melihat Matahari. Artinya, Matahari yang kita lihat dari Bumi adalah Matahari 8 menit yang lalu.Â
Demikian pula, terapkan logika ini dalam skala besar. Bintang-bintang dan galaksi-galaksi yang jaraknya jutaan tahun cahaya dari kita, ketika kita melihatnya melalui teleskop atau menatap bintang-bintang dari Bumi, kita sebenarnya melihat masa lalu dari objek tersebut, sekitar jutaan tahun cahaya yang lalu.
Alam semesta sangat besar sehingga ada bintang-bintang yang berjarak 13 miliar tahun cahaya dari kita, pada saat cahayanya mencapai Bumi, 13 miliar tahun telah berlalu, dan apa yang bisa kita lihat hari ini di teleskop bintang adalah peristiwa 13 miliar tahun yang lalu.
Dengan cara ini kita bisa melihat sekilas sejarah. Dengan logika ini, secara teoritis, mungkin juga jika kita pergi 100 juta tahun cahaya dari Bumi, kita berteleportasi ke sebuah planet yang berjarak 100 juta tahun cahaya dari Bumi. Dan di planet itu, kita membangun teleskop yang sangat kuat dan melihat Bumi, kita akan melihat Bumi seperti 100 juta tahun yang lalu. Kita akan melihat dinosaurus!
Tetapi masalah praktis untuk melakukan ini adalah bahwa pada saat kita pergi ke planet lain dan melihat kembali ke Bumi, akan memakan waktu lebih lama untuk mencapai planet lain daripada tahun-tahun yang dapat kita lihat kembali.
Jadi jika sains kita sudah memungkinkan untuk melakukan perjalanan dengan teleportasi, kita akan dapat menyaksikan sejarah yang terjadi di Bumi. Dan akan benar-benar dapat melakukan perjalanan waktu.
Sebagai catatan: teleportasi bukan sekedar fiksi ilmiah, karena secara teori sains, teleportasi bisa dilakukan. Sejauh ini, ilmuwan fisika telah mampu men-teleportasi partikel atom.
Selain itu, akan menarik juga untuk melihat planet-planet baru yang ditemukan Teleskop James Webb. Bisakah ia menemukan planet dengan kondisi mirip Bumi? di mana terdapat kehidupan. Waktu akan menjawabnya.
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
