Cabang Ilmu Antariksa Yang Menerapkan Hukum-hukum Fisika
Cabang Ilmu Antariksa Yang Menerapkan Hukum-hukum Fisika – Astrofisika merupakan cabang ilmu antariksa yang menerapkan hukum-hukum fisika dan kimia untuk menjelaskan kelahiran, kehidupan dan kematian dari bintang, planet, galaksi, nebula dan objek-objek lain di Alam Semesta. Astrofisika mempunyai dua sepupu dalam sains, yaitu astronomi dan kosmologi, juga termasuk garis kabur di antara keduanya.
Dalam pengertian yang paling sederhana:
1. Astronomi mengukur posisi, luminositas, pergerakan dan karakteristik-karakteristik lainnya, (luminositas adalah kilauan atau jumlah energi yang dipancarkan sebuah objek ke segala arah per satuan waktu). idnpoker
2. Astrofisika menciptakan teori fisika mulai dari struktur berukuran kecil hingga berukuran sedang di Alam Semesta www.benchwarmerscoffee.com
3. Kosmologi menciptakan teori fisika untuk struktur terbesar, dan Alam Semesta secara keseluruhan.
Dalam prakteknya, ketiga cabang ilmu antariksa ini membentuk ikatan yang sangat erat. Apabila Anda bertanya tentang lokasi dari sebuah Nebula, (seperti dalam gambar), maka para astronom mungkin akan menjawabnya terlebih dahulu. Apabila Anda bertanya tentang komposisi nebula dan bagaimana terbentuknya, maka para astrofisikawan akan menjawabnya. Dan, apabila Anda bertanya tentang apakah data yang ada sesuai dengan pembentukan Alam Semesta, para ahli kosmologi yang akan menjawabnya.
Tujuan astrofisika
Para ahli astrofisika berusaha untuk memahami Alam Semesta dan tempat kita di dalamnya. Tujuan astrofisika adalah “untuk menemukan bagaimana Alam Semesta bekerja, mengeksplorasi bagaimana bermula dan berevolusi, dan untuk mencari kehidupan di planet-planet yang mengorbit bintang selain Matahari,” menurut situs web NASA.
NASA menyatakan bahwa tujuan astrofisika tersebut menghasilkan tiga pertanyaan luas:
1. Bagaimana cara kerja Alam Semesta?
2. Bagaimana kita bisa menjadi seperti sekarang ini di Alam Semesta?
3. Apakah kita sendirian?
Semuanya berawal dari Newton
Sementara astronomi adalah salah satu ilmu tertua, astrofisika teoritis dimulai oleh Isaac Newton. Sebelum Newton, para astronom menggambarkan pergerakan objek langit menggunakan model matematika yang kompleks tanpa dasar fisika. Newton menunjukkan bahwa sebuah teori tunggal secara simultan dapat menjelaskan orbit Bulan dan planet di ruang angkasa dan lintasan peluru meriam di Bumi. Teori tunggal ini menambah bukti bagi kesimpulan (yang kemudian) mengejutkan bahwa langit dan Bumi ternyata tunduk pada hukum fisika yang sama.
Mungkin model Newton yang paling terpisah dari model-model sebelumnya adalah prediktif dan deskriptif. Berdasarkan penyimpangan pada orbit Uranus, para astronom meramalkan posisi sebuah planet baru, yang kemudian berhasil diamati secara langsung dan diberi nama Neptunus. Menjadi prediktif sekaligus deskriptif adalah tanda bagi sains yang matang, dan astrofisika ada dalam kategori ini.
Tonggak sejarah dalam astrofisika
Karena satu-satunya cara kita dapat berinteraksi dengan objek-objek yang berada sangat jauh adalah dengan mengamati radiasi yang mereka pancarkan, astrofisika kebanyakan berkaitan dengan deduksi teori untuk menjelaskan mekanisme yang menghasilkan radiasi ini, dan memberikan gagasan bagaimana cara mengekstrak sebagian besar informasi darinya. Gagasan pertama tentang sifat bintang muncul pada pertengahan abad ke-19 dari ilmu pengetahuan yang tengah naik daun saat itu, yaitu analisis spektral, atau pengamatan frekuensi cahaya tertentu yang diserap dan dipancarkan oleh zat-zat tertentu ketika dipanaskan. Analisis spektral tetap penting bagi tiga serangkai ilmu antariksa, baik memandu maupun menguji teori-teori baru.
Spektroskopi awal memberikan bukti pertama bahwa bintang mengandung zat yang juga ada di Bumi. Spektroskopi mengungkapkan bahwa kandungan beberapa nebula adalah murni gas, sementara beberapa nebula lainnya mengandung bintang. Temuan ini kemudian membantu melahirkan gagasan bahwa beberapa nebula sama sekali bukan nebula, melainkan sebuah galaksi!
Pada awal tahun 1920-an, menggunakan spektroskopi, Cecilia Payne menemukan bahwa bintang-bintang didominasi oleh hidrogen (setidaknya hingga mencapai usia tua). Spektrum bintang juga memungkinkan para astrofisikawan untuk menentukan kecepatan pergerakan bintang, apakah bergerak ke arah atau menjauh dari Bumi. Sama seperti suara sebuah kendaraan yang berbeda ketika bergerak ke arah kita atau menjauh dari kita, disebabkan karena pergeseran Doppler, spektrum bintang juga berubah dengan cara yang sama. Pada tahun 1930-an, dengan menggabungkan pergeseran Doppler dan teori relativitas umum Einstein, Edwin Hubble memberikan bukti kuat bahwa Alam Semesta berkembang menjadi semakin luas. Hal ini juga diprediksi oleh teori Einstein, dan bersama-sama membentuk dasar untuk Teori Big Bang.
Juga pada pertengahan abad ke-19, fisikawan Lord Kelvin (William Thomson) dan Gustav Von Helmholtz berspekulasi bahwa keruntuhan gravitasi dapat menjadi sumber energi bagi Matahari, namun mereka akhirnya menyadari bahwa energi yang dihasilkan dengan cara ini hanya akan bertahan selama kurun waktu 100.000 tahun. Lima puluh tahun kemudian, persamaan terkenal Einstein, E = mc2, memberikan para astrofisikawan petunjuk pertama tentang kemungkinan sumber energi sebenarnya Matahari (walaupun ternyata keruntuhan gravitasi memang memainkan peran penting). Sebagaimana fisika nuklir, mekanika kuantum dan fisika partikel tumbuh pada paruh pertama abad ke-20, sehingga memungkinkan untuk merumuskan teori bagaimana fusi nuklir dapat menjadi sumber energi bagi bintang. Teori-teori ini menggambarkan bagaimana bintang terbentuk, hidup dan mati, dan berhasil menjelaskan distribusi tipe bintang yang diamati, spektrum, luminositas, usia dan fitur-fitur lainnya.
Astrofisika adalah fisika bintang dan objek-objek kosmik jauh di Alam Semesta, tapi juga termasuk objek-objek yang dekat dengan Bumi. Menurut teori Big Bang, bintang-bintang generasi pertama hampir seluruh kandungannya adalah hidrogen. Proses fusi nuklir yang memberi energi pada mereka menghancurkan atom hidrogen untuk membentuk unsur helium yang lebih berat. Pada tahun 1957, tim astronom yang terdiri dari suami-istri bernama Geoffrey dan Margaret Burbidge, bersama dengan fisikawan William Alfred Fowler dan Fred Hoyle, menunjukkan bagaimana, seiring bertambahnya usia, bintang-bintang menghasilkan elemen-elemen yang lebih berat, dan lebih berat lagi, yang kemudian diturunkan kepada bintang-bintang generasi selanjutnya dalam jumlah yang lebih besar. Hanya pada tahap akhir kehidupan bintang-bintang generasi saat ini, unsur-unsur yang membentuk Bumi, seperti besi (32,1 persen), oksigen (30,1 persen), dan silikon (15,1 persen), diproduksi. Elemen lainnya adalah karbon, yang bersama-sama dengan oksigen, merupakan bagian massa terbesar dari semua makhluk hidup, termasuk kita. Jadi, astrofisika memberi tahu kita, meskipun kita semua bukanlah bintang, namun kita semua adalah debu bintang.
Astrofisika sebagai karier
Menjadi seorang astrofisikawan membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk observasi, belajar dan bekerja. Tapi, Anda bisa mulai terlibat dalam cara-cara yang sederhana, yaitu bergabung dengan klub astronomi di sekolah dasar atau sekolah menengah, menghadiri acara astronomi setempat, mengikuti kursus online gratis di bidang astronomi dan astrofisika, dan mengikuti berita tentang astronomi baik di media massa maupun internet.
Di perguruan tinggi, mahasiswa (pada akhirnya) harus menargetkan untuk menyelesaikan studi untuk meraih gelar doktor dalam bidang ilmu astrofisika, dan kemudian mengambil posisi paska doktoral dalam astrofisika. Ahli astrofisika dapat bekerja untuk pemerintah, laboratorium universitas, dan kadang-kadang di organisasi-organisasi swasta. (Paska doktoral adalah seseorang pememegang gelar doktor yang terlibat dalam proyek riset).