 |
| Di Luar Bima Sakti Kita (www.techno.okezone.com) |
KEBERHASILAN menembus Bima Sakti yang kacau, menerobos jaringan bintang dekat dan asap bintang, mengarungi ruang hampa yang bening di belakangnya, serta menemukan perbentengan galaksi-galaksi lain yang bergelapan ditempat jauh – semuannya ini merupakan petualangan dengan penemuan besar ilmu astronomi Abad ke-20. Pengalaman itu ibarat pengalaman seseorang ketika untuk pertama kalinya melihat bentuk seluruh tubuh manusia yang indah, padahal sebelumnya hanya menelaah pori dan rambutnya. Pemandangan galaksi membuat ahli astronomi terkesimak serta memperoleh wawasan baru, dan menyediakan petunjuk kearah pemahaman evolusi. Bagi manusia pada umumnya, galaksi membawa keraguan dan harapan: keraguan, apakah alam semesta yang kasat mata ini hanya tersedia sebagai wahana untuk memenuhi nasib manusia; dan harapan, bahwa kelak pengertian manusia dapat mencakup seluruh struktur kosmos dan mendalami masalahnya sampai tuntas.
Orang dapat mengagumi ukuran dan keagungan galaksi pada malam cerah, kalau saja ia mau menengadahkan muka ke langit, dan mencari kepingan bercahaya sebesar bulan di daerah rasi Andromeda. Ini adalah galaksi yang menyinarkan cahaya ke mata kita dari jarak 25 kwintiliun (milyar milyar milyar) kilometer jauhnya. Ukuran dan bentuk benda itu dapat dilihat, walaupun letaknya sejuta milyar kali lebih jauh daripada segala satelit buatan manusia, atau ribuan milyar kali lebih jauh daripada bulan, milyaran kali lebih jauh daripada Pluto, setengah juta kali lebih jauh daripada bintang terdekat, dan seribu kali jarak bintang terlemah yang masih dapat dilihat dengan mata. Sebenarnya, cahaya yang sampai pada pengamat itu telah berangkat dari galaksi Andromeda 2,7 juta tahun yang lalu. Karena dapat dilihat tanpa teleskop, maka galaksi di daerah Andromeda tadi sejak lama telah diperhatikan oleh para ahli astronomi zaman dahulu, dan pada tahun 964 dicatat sebagai”bintang” tetap oleh Al Sufi, pengamat langit bangsa Iran. Hanya dua galaksi lain yang tampak dengan mata telanjang, dan kedua-duanya terletak dibelahan Langit Selatan. Pertama kali galaksi ini dilaporkan di eropa pada Abad ke-15, oleh para kapten kapal pangeran Henry Pelaut. Kapten yang berbangsa Portugis itu baru saja pulang dari usahanya mencari jalan ke timur mengitari afrika. Oleh karena perjalanan Magellan yang lebih lama beberapa puluh tahun kemudian, kedua galaksi itu kemudian dinamai Kabut Magellan.
JUMLAH galaksi bertambah banyak berkat adanya teleskop pertama. Tetapi semuanya tetap hanya terlihat sebagai kabut yang mirip Kabut Magellan, sampai-sampai para ahli astronomi tidak dapat membedakan galaksi dengan kabut gas dan debu yang sesungguhnya, yakni kabut yang mengembara di ducat matahari dalam lengan spiral Bima Sakti. Galaksi yang jauh dan kabut gas yang dekat – semuannya di bawah nama umum “nebula” – menarik perharian ahli astronomi zaman dahulu, justru karena kesulitan yang ditimbulkannya, yakni mudah dikelirukan dengan komit yang mendekati bum. Seorang ahli astronomi bernama Charles Messier (1730 – 1817), tanpa kenal lelah memburu komit dari menara Hotel de Cluny, di lampung latin, dan mendafar 103 nebula serta gugus bintang untuk mengingatkan dia sendiri agar benda tersebut diabaikan saja. Ioleh sebab itu banyak galaksi besar dekat Bima Sakti sekarang diandai dengan nomor “Messier” atau “M”, sebagai penghormatan terhadap Charles Messier yang justru merasa terganggu oleh pemain dengan galaksi. Galaksi besar Andromeda, umpamannya, dikenal sebagai M31.
Tidak hanya Messier saja yang tidak dapat membedakan kabut gas dengan galaksi yang sebenarnnya, tetapi juga filsuf Emanuel Swedenberg, Thomas Wright dan Immanuel Kant, semuanya mempunyai kesukaran yang sama walaupun begitu, mereka tetap mengajukan pendapat bahwa mungkin sekali nebula itu merupakan
“pulau alam semesta”, satuan tata bintang yang sangat jauh hingga berkascahaya masing-masing bintang tidak terperinci. Uraian itu sangat menawan dan segera memperoleh banyak pengikut, diantarannya Sir William Heschel yang membuat catalog lengkap tentang sejumlah nebula pertama; catalog itu berisi 2.500 judul. Saying bagi pengamat berikutnya, kebanyakan obyek yang ditulis Herschel itu benar-benar nebula, dan hanya beberapa galaksi saja yang tercakup di dalamnya. Akibatnya pada tahun 1860, ketika para ahli spektroskopi pertama mempelajari nebula tersebut, kebanyakan terrnyata hanyalah gumpalan gas pijar. Dengan demikian, hipotesa pulau alam semesta terpaksa dilemparkan ke tumpukan sampah intelektuil.
Atau demikianlah kelihatannya. Tetapi pada saat yang sama, ketika para ilmuwan terbaik menyingkirkan kemungkinan adanya galaksi jauh, beberapa bikti yang menyokong mulai muncul. Pangeran Rosse telah menemukan bentuk spiral pada M 51 di rasi Canes Venetici, dan telah mengenali 13 galaksi spiral lainnya. Jumlah nebula yang memperlihatkan tanda-tanda bentuk spiral bertambah. Pada tahun 1888, tatkala J.L.E Dreyer menerbitkan New General Catalogue, yang mendaftar 8.000 nebula dengan nomor “NGC”, ternyata setengahnya adalah galaksi spiral. Menjelang tahun 1908, ketika dua jilid Index Catalogues dengan nomor “IC” ditambahkan, 90 persen lebih dari 13.000 nebula yang diketahui adalah galaksi yang tak dikenal.
Sebenarnya galaksi itu bukan sama sekali tidak dikenal. Jika demikian Cleveland Abbe, seorang ilmuwan, tidak akan di kenang lagi. Pada tahun 1867 dia menerbitkan karyannya “The Nature of the Nebulae”. Dalam tulisan itu dia mengemukakan bahwa Kabut Magellan, dan mungkin juga yang lain, sebenarnya merupakan tata bintang mirip Bima Sakti, tetapi berada di luar galaksi tersebut, banyak ahli astronomi Abad ke-19 dan awal Abad ke-20 mengkin secara pribadi sekeyakinan dengan Abbe, tetapi karena tak ada bukti pengamatan, maka hanya beberapa saja yang memberanikan diri untuk mendukung gagasan “pulau alam semesta” dalam bentuk tulisan. Salah seorang yang pertama kali mempunyai alasan bagus untuk mendukung gagasan tentang galaksi ialah G.W. Ritchey. Pada tahun 1908, dengan mempergunakan telestkop cermin 150 centimeter yang didirikan di Gunung Wilson, California, untuk pertama kali Ritchey dapat menguraikan galaksi tersebut menjadi bintang-bintang. Sangat disatangkan bajwa baangan bintang tersebut sangat lembut dan kabur, sampai Ritchey sendiri tidak yakin apakah benda itu sungguh-sungguh bintang, ataukah kabut gas yang kecil dan sangat jauh.
DARI segi pengamatan, cuaca cerah pertama tersibak pada tahun 1912 oleh Nona Henrietta S. Leavitt, seorang asisten pada Observatorium Harvard. Dia telah ditugaskan untuk mempelajari 25 bintang Cephied di Kabut Magellan kecil. Tanpa menghiraukan jarak bintang yang dipelajarinya, dia mengamati satu cirri yang kemudian menyebabakan bintang molah-malih Ceohied itu menjadi terkenal: yakni bahwa makin terang bintangnya, makin lambat irama denyutnya. Karena dianggapnya aneh, maka diterbitkannyalah penemuan itu. Ahli astronomi besar dari Denmark bernama Ejnar Hertzsprung menyadari bahwa penemuan penting Nona Leavitt tadi barangkali merupakan kunci pengukuran alam semesta. Adapun Ejnar Hertzsprung adalah orang yang bersama H.N. Russel dari Princeton menemukan grafik warna-kecerlangan serta perbedaan antara bintang kerdil dan raksasa.
Jalan pikiran Hertzsprung kira-kira sebagai berikut. Kabut Magellan kecil itu jauh sekali, hingga bagaimana pun juga semua bintangnya berjarak sama dari bumi. Oleh karena itu bila diamati dari bumi, setiap perbedaan kecerlangan semu antara berbagai Cepheid adalah sesuai dengan berbedaan kecerlangan aslinya, dan bukan hanya disebabkan oleh perbedaan jarak. Itu juga berarti bahwa hubungan antara laju denyut dan kecerlangan harus berlaku bagi kecerlangan semu maupun kecerlangan asli. Oleh sebab itu dengan mengetahui kala denyut Cepheid di mana saja, dapatlah duhitung kecerlangan aslinya. Selanjutnya, dengan membandingkan kecerlangan asli dengan kecerlangan semunya, jarak Cepheid dari bumi selalu akan dapat dipastikan. Masalahnya ialah menentukan hubungan antara kecerlangan asli dan kala denyut. Pemecahannya ialah mencari Cepheid yang cukup dekat bumi, hingga jaraknya dapat diukur secara meyakinkan dengan salah satu cara, misalnya trigonometry. Dengan itu akan diketahuilah kecerlangan asli Cepheid tersebut, dan juga kecerlangan asli setiap Cepheid di Kabut Magellan yang kala denyutnya sama. Akhirnya, pengetahuan tersebut akan mengungkapkan jarak Kabut Magellan.
Tinggal satu kesulitannya, yakni tak ada satu Cepheid pun di dekat bumi. Pengukuran trigonometry hanya berlaku untuk jarak 500 tahun cahaya, padahal Cepheid terdekat berjarak 650 tahun cahaya. Sebagai jalan lain, Hertzsprung menaksir jarak beberapa Cepheid terdekat dengan suatu metode kasar dan cepat, yakni menggunakan laju gerak Cepheid. Dasar metode ini ialah bahwa makin dekat sebuah bintang, makin cepatlah gerak semu pada latar belakangnya. Setelah menumpuk cukup banyak taksiran kasar, Hertzsprung dapat menggunakan ciri kala-kecerlangan Cepheid untuk menera ulang taksirannya, dan menyingkirkan kesalahan secara statistik. Akhirnyam pada tahun 1913, Hertzsprung menghitung bahwa setiap Cepheid yang kala denyutnya 6,6 hari, kecerlangan aslinya 700 kali kecerlangan matahari. Dengan begitu, Cepheid diubah menjadi mercu suar kosmos yang dapat digunakan untuk menentukan jarak Cepheid, di mana pun saja bintang itu terlihat.
AHLI astronomi pertama yang memanfaatkan penemuan Herzsprung sebagai batang pengukur ialah Harlow Shapley, yang kemudian menjadi direktur Observatorium Harvard. Setelah mengulang dan memperbaiki Karya Hertzsprung, selanjutnya – dari tahun1916 – ia menerapkan hasil itu pada Cepheid dalam gugus bulat Bima Sakti. Dari hasil pengukuran jarak bintang ini, Shapley dapat memetakan selubung Bima Sakti, dan kemudian menaksir ukurannya serta menentukan arah dan jarak pusatnya.
Selama penelitiannya Hertzsprung dan Shaplet akhirnya membuktikan bahwa Bima Sakti merupakan sebuah tata bintang, dan bahwa Kabut Magellan merupakan tata bintang jauh di luar Bima Sakti. Dalam pada it kebanyakan ahli astronomi masih belum berhasil melihat kabut itu sebagai pulau alam semesta menurut gagasan Kant. Ini tidak begitu mengherankan. Kabut Magellan itu sebenarnya merupakan satelit Bima Sakti, yang berada di luarnya sejauh satu garis tengah Bima Sakti. Lagi pula bentuknya tidak nyata-nyata berupa spiral, melainkan berupa kumpulan bintang-bintang dan gas secara lepas. Tata semacam itu sekarang dinamakan galaksi“tak beraturan“.
Setelah menunggu begitu lama untuk memperoleh pengakuan, suatu ketika galaksi pun memperoleh kemampuan besar. Pada tahun 1917 Ritchey mengamati nova digalaksi NGC 6946 di Cepheus dengan teropong 150 centimeter. Langan 10.000 kali kecerlangan matahri. Tetapi walaupun pada puncak kecerlangannya, nova tadi hanya bersinar 8.000 kali lebih lemah daripada kecerlangan matahari. Karena selemah itu, maka kemungkinannya ialah bahwa atau bintang tadi sesungguhya bukan nova, atau letusan itu terjadi tempat yang jauhnya lebih dari seratus ribu tahun cahaya di luar Bima Sakti. Ritchey yakin bahwa dia melihat sebuah nova, dan dengan penih gairah dilihatnya kembali semua kumpulan pelat foto digunung Wilson. Ternyata ada lagi dua nova pada nebula tersebut. Karena terdorong oleh keberhasilan Ritchey, H.D. Curtis menunjau semua pelat yang diambil dengan teleskop cermin 100 kali sentimeter di Obsevatorium Lick, dekat San Francisco, dan menemukan lagi tiga nova. Lain ahli astronomi menemukan lima lagi.
Curtis mengumumkan kepada dunia apa yang baginya telah sangat jelas, yakni bahwa nebula yang mengandung nova itu sebenarnya adalah galaksi tersendiri. Tetapi dunia – setidak-tidaknya dunia astronomi – belum siap menerima alam semesta raksasa yang disajikan Curtis. Perselisihan bersejarah terus berlangsung, dari pertemuan para ahli astronomi satu ke pertemuan lain, sejak tahun 1917 sampai 1924. Seolah-olah ketegangannya diperbesar, karena garis pertemuan itu secara kasar ditarik atas dasar kedaerahan : kalifornia yang pro galaksi dan amerika timur yang anti galaksi. Sesuai dengan gambaran di hollywood, orang amerika timur lebih fasih berbicara daripada warga barat yang sedikit berbicara dan keras kepala mempertahankan apa yang dianggap benar. Kemudian tiba-tiba, pada suatu sidang dalam pertemuan tanggal 1 januari 1925, perdebatan besar terhenti oleh pengumuman Edwin Hubble, ahli astronomi kalifornia. Kata dari Edwin sangat dinanti-nantikan, walaupun dia sendiri tidak hadir karena sedang sibuk menggunakan teleskop 250 sentimeter di Gunung Wilson, yang masih baru dan terbesar di dunia waktu itu. Berita penting yang dilaporkan Edwin ialah bahwa teleskop baru itu telah menyingkapkan gambar bintang-bintang pada tiga nebula: M31 di andromeda, NGC 6822 dan M 33. Yang lebih penting ialah bahwa beberapa bintang dalam galaksi itu ternyata Cepheid, mercu suar luar biasa temuan Nona Leabitt. Dari keredupan cahaya dan kala denyut bintang tersebut, terbukti juga bahwa ketiga nebula tadi adalah galaksi yang terletak jauh di luat pagar pulau alam semesta tempat manusia bermukim.
SESUDAH kenyataan adanya galaksi terbukti, studi tentang galaksi melonjak cepat, seolah-olah tealh menumpuk tenaga beberapa dasawarsa sebelumnya yang penuh keraguan dan perdebatan. Dengan bantuan Milton Humason, salah seorang pengamat ulung dalam astronomi , dengan teleskop 250 sentimeter Hubble terus mengukur tiap kubu langit. Dari gugus bulat yang jauhnya beberapa ribu tahun cahaya, Hubble mencapai batas jarak yang dapat dicapai oleh batang pengukur Cepheid, yaitu sebuah bola langit yang berjari-jari tiga juta tahun cahaya dan berisi 20 galaksi. Dari sana dia terus membuat peta dengan bintang maha raksasa biru di lengan spiral galaksi sebagai batang pengukur. Batas baru yang dicapai berwujud bola langit berjari-jari 30 juta tahun cahaya dan bersikan lebih dari 200 galaksi. Lebih jauh lagi – demikian jauh hingga bintang satu demi satu sudah tidak ternilai lagi dengan teleskop – Hubble menaksir jarak berdasarkan terang semu galaksi, dibandingkan dengan terang semu galaksi serupa yang terdapat dalam bola langit 20 juta tahun cahaya yang telah dipelajari sebelumnya. Dengan ukuran baru ini Hubble berlari menuju batas alam semesta yang dapat dilihat pada waktu itu, yakni sejauh satu milyar tahun cahaya lebih.
Dalam penjelajahan intelektuil yang mengagumkan itu, cakrawala manusia meluas dan tiada tandingannya dalam sejarah sebelumnya, dan barangkali tidak akan teertandingi lagi. Hubble menghintung bahwa jymlah galakksi di luar Bima Sakti sebanyak jumlah bintang yang ada di dalamnya. Penjelajahannya diperluas dan dikuatkan oleh penemuan N.U. Mayall (bekas direktur puncak kitt) dan C.D. Shane (pensiunan ahli astronomi Observatorium Lick). Yang tidak kalah penting ialah meluasnya pengetahuan mengenai galaksi di Belahan Langit Selatan. Hal ini dilakukan oleh para ahli astronomi dari Observatoriym Harvard, di bawah pimpinan Harlow Shapley, yang berkerja di Bloemfontein, Afrika selatan. Berkat studi itu semua, ahli astronomi kini mengetahui bahwa di daerah langit tempat hanyutan benda-benda dekat menipis, disanalah terdapat galaksi yang banyaknya enam kali jumlah bintang Bima Sakti. Galaksi itu ada yang kecil dan ada yang besar, tetapi rata-rata mengandung satu milyar bintang lebih, dan barangkali mengandung planit yang jumlahnya lebbih banyak lagi. Dan jumlah “tata semilyar bintang” itu meningkat terus dengan bertambahnya “daya lihat” manusia, sejauh yang dapat dicapai dengan teleskop modern. Cahaya yang mencapai bumi dari galaksi paling redup yang dapat dilihat sekarang itu telah ada di perjalanan selama lima milyar tahun lebih. Itu berarti bahwa cahaya tadi sudah terpancar dari galaksi tersebut pada saat bumi dan matahari masih dalam proses memadat dari gas purba.
JUTAAN pulau alam semesta temuan Hubble tadi mempunyai berbagai ragam ukuranm dentuk maupun aah. Sebafian besar galaksi lebih kecil daripada galaksi kita, tetapi beberapa di antaranya lebih besar. Bentuknya pun beraneka ragam, dari bentk kabut bersinar tercabik-cabik dan tanpa pola, samapi bentuk bulatan yang bermanik-manik bintang. Semuannya tergantung di angkasa dengan pelbagai sudut. Ada yang terlihat dari samping, ada yang terlihat seluruh mukanya, dan ada yang miring tiga perempat. Dengan memperhitungkan perbedaan penampakan galaksi itu, Hubble dapat mengelompokkan bentuk galaksi dan menyederhanakan ke aneka-rupannya ke dalam skema sederhana. Dia membedakan tiga keluarga utama, yaitu galaksi spiral, atau “S”, yang jumlahnya terbesar, meliputi 80 persen dari semua galaksi yang diketahui; galaksi elips, atau “E”, kira-kira meliputi 17 persen; dan galaksi tidak beraturan atau “TB”, berjumlah kurang dari tiga persen. Galaksi “S” terlihat bagaikan pusaran api raksasa. Galaksi “E” terlihat lebih tenang; seperti bola lonjong besar yang bersinar. Galaksi “TB” terlihat sebagai gumpalan datar, atau onggokan bintang yang sebagian menebal, sebagian menipis dalam batas-batas yang tidak jelas bentuknya.
Yang strukturnya paling teratur ialah galaksi spiral, seperti Bima Sakti dan M 31 di Andromeda. Pada umumnya galaksi ini mempunyai tiga bagian yang dapat dibedakan dengan tegas: pusat rida, selubung bulat ang membungkus pusat, terdiri dari bintang serta gugus bintang, dan piringan dengan lengan spiral yang mengelilingi pusat di daetah katulistiwa. Bentuk beberapa galaksi spiral lebih rumit: pusatnya tidak bulat, melainkan berbentuk cerutu, dan dari kedua ujungnya terjulur dengan spiral laksana percikan api dari tongkat yang menyala. Tak seorang pun mengetahui dengan pasti bagaimana galaksi spiral berbatang (“SB”) ini berpusar atay mempertahankan kesatuannya. Bila dibandingkan dengan galaksi spiral, galaksi elips merupakan bangunan sederhanam dan gaya terdiri dari dua bagian: pusat roda, dan selubung di sekelilingnya. Galaksi elips agak pipih, dan kerapatan bintang pada pusatya tergantung pada gravitasi massanya. Galaksi tak beraturan jauh lebih kabur lagi: terkandang memperlihatkan adanya pusat atau gugus bulat pada selubung, terkadang sedikit pipih mirip cakram, dan kadang-kadang bahkan menampakkan bentuk untaian mirip lengan yang berisi bintang biru dan gas. Tetapi pada umumnya golongan terakhir ini kelihatan kacau dan tidak berpola.
Selanjutnya Hubble membagi lagi ketiga keluarga galaksi tersebut, dan meletakkannya dalam deret sinambung menurut ketidak-teraturan dan gejolak yang tampak. Pada ujung tenang deret tersebut terdapat galaksi elips yang paling bulat bentuknya dan disebut klas E nol. Galaksi elips lainnya diatur menurut derajat kepepatannya, dari E-1 yang paling medekati bentuk bola, sampai E-7 yang berbentuk piring. Dalam golongan rapi-sedang dan tenang-sedang, Hubble mengelompokkan galaksi spiral dan spiral berbatang; golongan ini meliputi deter galaksi spiral Sa yang spiralnya paling ketat sampai galaksi spiral berbatang SBa; di antara keduannya terdapat galaksi Sb dan SBb, dan galaksi Sc dan SBc yang spiralnya paling kendor. Pada urutan terakhir diletakkannya galaksi yang strukturnnya tidak-beraturan.
WALAUPUN pendobrakan Hubble menuju peningkatan pengetahuan pada akhir tahun 20-an tidak sampai meruntuhkan, namun cukup banyak sisa kekacauan yang ditinggalkannya, dan masih harus dibersihkan seperti halnya kenaikan permintaan pasar bursa pada waktu itu. Kekacauan itu bukan karena satu per satu pengamatan Hubble mengandung kesalahan – Hubble adalah orang yang sangat tekun dan cerdik – tetapi kesalahan-kesalahan kecil menumpuk, sehingga jumlahnya terlalu besar dan mengurangi kegunaannya. Dasar jarak Cepheid yang diletakkan Hertzsprung dan Shapley tidak pernah dditeliti lagi. Penerapan Cahaya oleh zat antar bintang belum seluruhnya diperhitungkan. Pada beberapa galaksi, kabut gas yang cemerlang disalahtafsirkan Hubble sebagai bintang tunggal. Dan kecerlangannya dihitung sebagai bintang tunggal. Hubble sendiri sadar akan kesulitan itu, sebagaimana ia mengetahui keterbatasan peralatan dan metodenya. Hubble mengamati dua keganjulan berkaitan dengan galaksi besar andromeda, M 31: pusat galaksi ini tidak terurai menjadi bintang-bintang terpisah, dan gugus bulatnya empat kali lebih redup daripada gugus bulat Bima Sakti. Dua kenyataan ini mengandung dua kemungkinan: atau M 31 itu pada dasarnya berbeda dengan galaksi kita, atau letaknya lebih jauh daripada yang ditunjukkan oleh Cepheid galaksi itu. Akhirnya, rekan Hubble, yakni Walter Baade, memutuskan untuk menyelidiki teka-teki itu serta ditil-ditil galaksi andromeda.
Selama musim dingin tahun 1941-1942, ketika Los Angles mengalami pemadaman karena Perang Dunia II – keadaan ini sangat baik untuk pengamatan – Baade berkali-kali mengarahkan teleskop 250 sentimeter Gunung Wilson pada M 31, dan menerapkan segala akal ilmu fotografi yang diketahuinya untuk memperoleh gambar bintang yang terdapat di pusat galaksi itu. Pada syaty malam, dalam keadaan putus asa, dia menyingkirkan pelat foro peka cahaya biru yang biasa, padahal sebelumnya pelat tersebut telah berhasil mengungkapkan bintang dalam lengan spiral galaksi; lalu ia mencoba suatu pelat baru yang peka cahaya merah. Dengan keheran-heranan, ketika pelat merah tersebut dicuci, ternyata galaksi Andromeda terurai menjadi bintang merah yang tidak terhitung banyaknya. Kemudian ia mengisahkan: “ketika saya mengarahkan teleskop ke kawasan lain di nebula itu, dan bergerak dari pusat ke luar, pola tebaran bintang yang menyolok pun berubah: raksasa merah menduduki daerah antar lengan spiral, dan maha raksasa biru di dalam lengan galaksi. Rupanya kawasan pusat dan kawasan antar lengan galaksi itu dihuni oleh suatu jenis bintang, sedangkan jenis lain menghuni kawasan lengan”.
Penemuan Baade mengenai perbedaan bintang pusat dan bintang lengan spiral mengandung begitu banyak masalah, sehingga kemudian memakan waktu lebih dari sepuluh tahun, dan memerlukan daya teleskop Hale 500 sentumeter untuk menggarap semua konsekwensinya. Terutama Cepheid pada kedua macam populasi tersebut memang berbeda. Bintang molah-malih yang terdapat dalam gugus bulat pada selubung Bima Sakti, dan yang telah dipergunakan oleh Shapley sebagai penunjuk jarak, sebenarnya merupakan bintang tua kelas menengah. Bintang tersebut mencapai tahap Cepheid dengan tungkat kecerlangan lebih rendah daripada jenis tandingannya yang lebih muda, lebih cemerlang, yakni bintang molah-malih di lengan spiral. Jenis yang cemerlang itulah yang ditemui Hubble pertama kali di lengan galaksi Andromeda. Karena Hubble mengira bahwa Cepheid di Andromeda sama redupnya dengan Cepheid yang dipergunakan oleh Shapley, maka menurut taksiranm jarak sebenarnya kelewat kecil. Itulah sebabnya mengapa gugus bulat di M 31 nampak lebih redup daripada gugus sejenisnya yang terdapat di Bima Sakti. Sebenarnya gugus bulat itu tidak redup; sebaliknya, galaksi itu sendiri yang berjarak dua kali lebih jauh daripada perkiraan sebelumnya. Demikian pula, jarak galaksi lain yang telah dihitung Hubble dengan petunjuk Cepheid berlipat dua. Begitulah, Baade telah melipat-duakan ukuran alam semesta.
Baade menemukan bahwa kunci utama untuk mengerti galaksi ialah konsep “dua macam populasi”. Dua menelaah ulang 20 galaksi terdekat dalam jari-jari tiga juta tahun cahaya dari galaksi kita, yang diberi nama galaksi “Kelompok Lokal”; galaksi ini menggerombol karena gravitasi. Dia mendapati bahwa hampir tanpa kecuali galaksi elips terdiri dair populasi bintang selubung yang sudah tua. Misalnya bintang paling terang dalam dua satelit kecil pada M 31, yakni NGC 205 dan NGC 221 di Andromeda, semuanya terdiri dari raksasa merah, di sana tidak ada bintang biru, dan tidak banyak terdapat kabut debu dan gas yang dapat mementuk bintang baru. Sebaliknya, galaksi spiral, misalnya Bima Sakti dan M 31, mengandung populasi bintang selubung dan bintang lengan, serta sejumlah debu dan gas bebas. Dalam galaksi spiral yang belitannya paling ketat, ternyata hampir tidak ada bahan yang belum memadat. Dalam galaksi spiral Sc yang pipih memanjang, seperti halnya galaksi Pusaran Air, M 51m terdapat banyak gas. Dalam galaksi tak beraturan, seperti NGC 4449, hanya terdapat sedikit bintang selubung merah, tetapi terkadang sangat banyak bintang lengan biru dan bahan bintang yang terkadang melebihi bobot bintang bercahaya.
DARI telaah ulang Baade atas jenis Galaksi berdasarkan evolusi bintang, timbullah gagasan bahwa galaksi tak beraturan itu merupakan tahap awal perkembangan galaksi; di situlah kabut hydrogen raksasa bergolak seraya mengerut karena gravitasi, dan mulai membentuk bintang. Misalnya galaksi tak beraturan yang terdekat, yakni Kabut Magellan, menunjukkan tanda adanya inti kecil. Kabut Magellan Besar bahkan mlai memperlihatkan bentuk awal lengan spiral. Kalau berbagai bentuk galaksi boleh dianggap sebagai cermunan langkah evolusi, maka Kabut Magellan Besar – dan lain-lain galaksi tak beraturan – pada suatu ketika mungkin akan berkembang menjadi galaksi spiral kecil. Bagaimanakah perubahan yang bersifat evolusi seperti itu akan berlangsung? Ada beberapa keterangan sementara. Di dalam galaksi kita, misalnya, telah ditemukan oleh para ahli astronomi radio bahwa kabut hydrogen raksasa terlihat bergerak menjauhi pusat Bima Sakti. Tetapi, bagaimana gabungan gaya gravitasi, pusaran dan gaya lain dapat menghasilkan lengan spiral dan mempertahankannya dalam pola yang kurang lebih mantap, semuanya sama sekali masih belum pasti.
Bagaimanapun juga, bila gas di dalam pusat galaksi spiral telah habis, aliran ke luat akan mengalami perlambatan. Sedikit demi sedikit bagian lengan spiral yang masih mengandung gas akan membelit ke dalam dan menjadi semakin ketat. Bintang-bintang yang telah lahir dari gas tersebut tertinggal pada orbitnya, tetapi gas bebas yang tertinggal diperkirakan akan terhimpun kemnali ke pusat, dan diplah di sana. Setelah tahap itu, galaksi tidak akan berspiral lagi, dan sebaliknya akan menjadi elips yang sangat pepat. Galaksi yang berada dalam keadaan antara galaksi spiral dan galaksi elips memang dapat disaksikan. Galaksi ini disebut SO, dan terlihat sudah mempunyai piringan mantap, tetapi tanpa lengan spiral; debu maupun gasnya hanya sedikit, atau malah tidak ada. Rupanya terbentuknya bintang dalam galaksi elips telah berhenti. Kalau pun galaksi semacam itu pernah mempunyai kabut zat antar bintang, bahan tersebut telah terpakai habis. Terkadang ada coretan gelap yang kelihatan mencoreng bagian tengah galaksi elips; hal ini merupakan petunjuk bahwa sisa bahan mentah mungkin masih ada. Tetapi kalau sisa bahan yang tidak terpakai itu kemudian mengerut menjadi bintang, dan semua bintang paling masif dalam piringan telah padam, maka galaksi yang semula pipih itu dengan sendirinya akan tampak berbentuk bola, karena bintang selubungnya tidak lagi terkalahkan oleh cahaya bintang piringan. Masih belum diketahui, apakah orbit bintang-bintang dalam galaksi elips dapat mengatur diri menjadi pola melingkar. Mungkin saja, tahap seperti itu tidak harus terjadi: galaksi spiral yang bergasing cepat mungkin akan menjadi galaksi elips pipih, dan yang bergasing lambat akan menjadi bundar.
Gagasan yang menyatakan bahwa galaksi mengikuti jejak evolusi semacam itu – dari galaksi tak beraturan tanpa bentuk menjadi galaksi elips yang bundar sempurna – ternyata tak dapat dipertahankan. Kini diketahui bahwa ketiga tipe itu mengandung beberapa bintang yang sangat tua. Seandainya galaksi tak beraturan adalah galaksi “bayi”, maka tak akan mengandung bintang yang sama tuanya dengan bintang kandungan galaksi elips, yakni “nenek” galaksi-galaksi. Setelah berkesimpulan bahwa umur bukanlah penenty tipe galaksi, maka para ahli astronomi merumuskan sebuah hipotesa baru. Lebih dari 12 milyar tahun yang silam, sejumlah gas dalam alam semsta membentuk kabut padat, dan kemudian runtuh karena tekanan gaya berat. Bila salah satu kawasan sebesar galaksi (bakal galaksi) ini runtuh, gasnya bertubrukan. Juka gas tersebut sangat rapat, dan bergerak sangat cepat, terbentuknya bintang terjadi dengan cepat, dan mendadak berhenti apabila bahannya telah habis. Demikian lahirlah galaksi elips. Sebaliknya, bila gasnya tipis dan bergerak lamban, sebagian besar gas tersebut mempunyai banyak peluang unutk membentuk piringan atau gumpalan sebelum menjadi bintang. Kebanyakan gasnya melahirkan bintang secara lambat, hingga bintang-bintang tersebut jutaan tahun lebih muda daripada bintang dalam galaksi elips yang terbentuk dengan lebih cepat. Kebanyakan bintang muda tadi terdapat dalam lintas utama yang berbentuk roda pada galaksi spiral, dan lebih-lebih terdapat pada kabut tak berwujud dalam galaksi tak beraturan. Di sitylah terdapat banyak gas yang belum berubah menjadi bintang.
SELAIN E, S dan TB, di lubuk angkasa juga terdapat sejumlah “obyek aneh”: yakni galaksi yang terbelah dua atau terentang ke luar menjadi tak teratur oleh gaya yang belum dikenal ilmu astronomi. Beberapa di antaranya, misalnya Pusaran Air, M 51, tampak sebagai galaksi kembar, dihubungkan oleh untaian bintang yang panjangnya ribuan tahun cahaya. Yang lain, misalnya NGC 3187 dan NGC 3190 di daerah Leo, seolah-olah bergasing berdampingan sambil menarik untaian bintang maupun bahan bintang melalui interaksi magnetuk jarak jauh. Lainnya lagi, misalnya galaksi elips raksasa M 87 di gugus Virgo, telah menyemburkan jurai raksasa, yakni pancaran gas cemerlang yang sama panjangnya dengan galaksinya. Yang terakhir dan paling membingungkan ialah pasangan galaksi, misalnya Cygnus A, yang seolah-olah saling berpadu. Bentuk spiral atau elips kedua galaksi itu menduduki ruang angkasa yang sama, dan dikelilingi rumpun-rumpun bintang. Galaksi ini memancarkan gelombang radio jutaan kali lebih kuat daripada pancaran galaksi spiral biasa.
TIDAK seorang pun mengetahui apa sebenarnya galaksi “istimewa” itu. Beberapa diantaranya memancarkan gelombang dengan daya yang demikian besar, hingga dapat diduga bahwa sebagian tenaga nuklir yang tersimpan dalam galaksi itu hampir seluruhnya dipergunakan untuk menghasilkan gelombang radio. Mula-mula diduga bahwa galaksi-galaksi istimewa itu aadalah galaksi yang bertabrakan. Tetapi para ahli astrofisika belum memperoleh keterangan, bagaimana tabrakan galaksi itu dapat menciptakan daya semacam itu, atau bagaimana tabrakan itu dapat begitu sering terjadi hingga mengakibatkan keiswimewaan yang begitu lazim. Pendapat lain diajukan oleh Geoffrey Burbidge, yang pada waktu itu ada di Observatorium Yerkes. Ia mengatakan bahwa inti galaksi yang tua dan bermassa besar pada suatu ketika dapat meletus jika bintang di dalamnya makin berhimpitan. Gagasan Burbidge itu ialah bahwa letusan supernova menyulut reaksi berantai antar sesama bintang yang sedang sekarat. Dengan begitu seluruh inti galaksi menjadi super-supernova yang terbakar lambat dan tidak terlukiskan besarnya.
Walaupun masih serba rahasia, galaksi istimewa itu telah memungkinkan para ahli astronomi untuk memperluas pengetahuan alam semesta sampai di luar batas jangkauan pengamatan optis. Kebanyakan galaksi istimewa memancarkan sebagian besar tenaganya dengan frekwensi radio, sehingga galaksi istimewa itu lebih mudah tertangkap dengan teleskop radio daripada dengan teleskop optic. Para ahli astronomi radio menemukan hal yang masih kasar, dan kemudian mempersilahkan teleskop 500 sentimeter di Palomar menyaksikan tempat terjadinya bencana. Dengan begitu perhatian para ahli astronomi Palomar terarah pada galaksi-galaksi yang terletak di batas penglihatan dan bebeapa kali lebih jauh daripada ribuan galaksi redup yang mengerumuni medan penglihatan dalam jangkauan angkasa yang begitu jauh. Dengan cara yang sama, mereka telah menemukan obyek serupa bintang, atau quasar. Benda yang penih teka-teki ini dalam teleskop optic terlihat seagai bintang, tetapi memancarkan gelombang radio yang lebih besar daripada pancaran galaksi yang paling kuat. Walau masih dibingungkan oleh hakekat quasar, banyak ahli astronomi percaya bahwa quasar adalah onyek terjauh dalam alam semesta. Salah satu alasan utama mengapa ahli astronomi memburu galaksi yang semakin jauh dengan alat yang makin lama makin sempurna ialah untuk menentukan kecepatannya. Sudah pada tahun 1912, V.M. Slipher di Observatorium Lowell, Arizona, pertama kali mengamati bahwa banyak “nebula” (nama yang diberikan pada waktu itu) memancarkan cahaya yang menjadi merah oleh pergeseran Doppler, dan seolah-olah bergerak menjauhi bumi. Ketika Hubble dan Humason mulai menjelajahi alam semesta pada tahun 1925, dengan cepat diketahui bahwa “pergeseran merah” bukan hanya merupakan ciri beberapa galaksi tertentu, tetapi cirri semua galaksi di luar kelompok setempat yang kecil itu. Tambahan lagi, mereka mengamati juga bahwa makin jauh jangkauan pandangannya, makin besar pula pergeseran garis spekrtum galaksi kearah ujung merah spectrum. Mau tak mau, kedua ahli stronomi tadi menyimpulkan bahwa makin jauh letak galaksi dari Bima Sakti, makin cepatlah gerak menjauhnya. Hanya empat tahun setelah membuktikan jarak galaksi yang begitu jauh, Hubble dapat mengumumkan bahwa seluruh alam semesta yang kasat mata – ratusan juta galaksi – tidaklah mantap, melainkan memuai ke segala arah secara seragam.
Berbagai macam gagasan telah diuji pada gejala pergeseran merah yang terkenal itu, agar dapat menerangkan hejala meluasnya galaksi ke segala arah. Tetapi semuannya gagal. Satu-satunya keterangan yang cocok dengan segala pengukuran di dalam laboratorium ialah bahwa semua galaksi saling menjauhi, kecuali juka galaksi-galaksi itu saling tertambat oleh tali gravitasi, seperti halnya kelompok setempat. Di daerah rasi Virgo terdapat rumpun luar biasa yang terdiri dari ribuan galaksi, sejauh 66 juta tahun cahaya. Rumpun ini menjauhi Bima Sakti dengan laju 1.200 kilometer tiap detik. Rumpun Corona Borealis sejauh 1,2 milyar tahun cahaya menjauhkan diri dengan laju 21.400 kilometer tiap detik. Rumpun di Boötes, pada jarak 2,1 milyar tahun cahaya, terbang menjauh dengan laju 39.000 kilometer tiap detik. Kelompok galaksi redup di daerah Hydra, yang pada jarak 3,3 milyar tahun cahaya kelihatan tebal bagai kismis, jaraknya dari Bima Sakti bertambah 60.000 kilometer per detik atau bergerak dengan kecepatan seperlima laju cahaya.
DI seberang Hydra penglihatan teleskop biasanya tidak cukup baik untuk dapat mengukur pergeseran Doppler. Tetapi sebuah galaksi istimewa, yang dikenal oleh ahli astronomi radio sebagai “sumber 3C295”, ditemukan karena kekuaan pancaran gelombang panjangnya. Benda tersebut Nampak sedemikian luar Biasa hingga mendorong Rudolph Minkowski, ahli astronomi Palomar, untuk berusaha keras meneliti pergeseran Dopplernya dengan cermat. Pengukuran itu menunjukkan bahwa “sumber 3C295” tadi melarikan diri dengan kecepatan sepertiga laju cahaya. Cahayanya yang kini tertangkap di bumi sebenarnya telah dipancarkan dari sumbernya sebelum empat milyar tahun yang lalu. Sementara itu sumber itu telah pergi lebih jauh lagi, dan mencapai jarak 6,5 milyar tahun cahaya. Bahkan di seberang galaksi yang jauh ini teleskop optic maupun teleskop radio masih dapat menangkap benda-benda lebih jauh dan lebih redup yang berlarian menjauhi kita. Menurut perkiraan, galaksi yang hampir tidak teramati pada batas pandang teleskop 500 sentimeter menjauhi kita dengan laju dua pertiga kecepatan cahaya, dan galaksi yang berada pada batas daya tangkap teleskop radio diperkirakan melarikan diri dengan laju Sembilan persepuluh kecepatan cahaya.
Seandainya ada galaksi yang menjauh dengan kecepatan sebesar laju cahaya, maka cahayanya yang diterima di bumi mengalami pergeseran Doppler sampai tak kasat mata, dan akibatnya galaksi tadi tidak akan dapat terlihat. Oleh sebab itu sebagian besar alam semesta, yang sejauh-jauhnya dapat dilihat oleh manusia di bumi, rupanya telah ada dalam jangkauan teleskop optic dan teleskop radio. Kalau manusia memang akan memecahkan teka-teki alam semesta, dapatlah dilakukannya dengan segera. Hubble sangat berharap untuk dapat memecahkannya dalam masa hidupnya, akan tetapi ahli astronomi tersebut telah dikecewakan oleh kekurang-tepatannya dalam mengukur jarak.
Seseorang mungkin akan berpikir, kalau ukuran jaraknya kurang tepat, maka pemuaian alam semesta temuan Hubble tadi kurang tepat juga. Tetapi logikanya tidak harus demikian. Jarak galaksi yang diukur oleh Hubble memang mengandung kesalahan dengan selisih sangat besar, dan jarak lebih besar yang diterima orang sekarang pun mungkin masih jauh dari benar – bahkan dapat berbeda 100 persen. Tetapi pengukuran pergeseran Doppler, baik yang dahulu maupun sekarang, sangatlah tepat. Hasil itu tetap mendukung hejala pemuaian alam semesta sebagai suatu kepastian dalam pengamatan. Pertanyaan yang pokok adalah, pertama, berapa lamakah alam semesta telah memuai; kedua, apakah akan terus memuai? Mengenai pertanyaan pertama, jawabannya diberika oleh Hubble. Dari pengukuran yang telah dilakukannya diperoleh keterangan bahwa rupanya alam semesta pernah terpampat menjadi satu dalam sebuah kabut bahan padat, kira-kira 1,8 milyar tahun yang lalu. Tetapi jangka waktu ini dirasakan terlalu pendek, mengingat umur bumi saja diperkirakan sudah empat milyar tahun lebih. Pengukuran sekarang, yang menghasilkan jarak yang lebih jauh, memperlihatkan bahwa jangka waktu yang diperlukan galaksi untuk berlari keluar dan mencapai tempatnya sekarang adalah 18 milyar tahun. Pengukuran di masa mendatang barangkali akan memperbesar angka tersebut, tetapi tidak terlalu banyak. Ukuran galaksi itu sedemukuan besar, sehingga galaksi yang dekat dari tepi ke tepi akan membentuk sudut cukup besar untuk dapat diamati. Pengukuran jarak masa sekarang menyatakan bahwa ukuran galaksi-galaksi lain tidak jauh berbeda dengan Bima Sakti; memang ada kemungkinan bahwa ukurannya sedikit berbeda-beda, tetapi perbedaannya tidaklah akan begitu besar sehingga Bima Sakti kelihatan menjadi kerdil atau raksasa.
SEBAGAI jawaban sebagian atas pertanyaan kedua, dinyatakan bahwa alam semesta harus memuai secara seragam, seperti titik-titik berjarak sama pada permukaan balon yang ditiup. Ada pengandaian lain yang menempatkan Bima Sakti pada suatu tempat terpilih di tengah alam semesta. Dari penglihatan nyata, memang Bima Sakti kelihatannya ada di pusat. Di setiap jarak pada bola angkasa sekelilingnya, galaksi lain kelihatan menjauhi Bima Sakti dengan laju yang sama, sehingga seolah-olah Bima Sakti ini merupakan pusat ledakan purba. Tetapi setiap titik pada balon yang menggembung tadi dapat berlaku sebagai pusat. Pada gambaran pemuaian alam semesta secara seragam menurut tipe balon tadi, ruang antara galaksilah yang melebar, sedangkan galaksi sendiri tetap pada tempatnya. Hanya gambaran itulah yang dapat menghasilkan gejala pemuaian, tanpa membuat dunia manusia menjadi pusat – suatu hal yang terlarang sejak zaman Kopernikus.
Penemuan Edwin Hubble bahwa kosmos terdiri dari galaksi-galaksi yang saling menjauhi itu bagi para ahli ilmu pengetahuan alam dan filsuf merupakan suatu alasan untuk berharap bahwa teka-teki alam semesta akhirnya akan terpecahkan, dan seluruh ciptaan akan terangkum dalam satu rumus matematika. Berkat adanya harapan ini, kosmologi berkembang menjadi ilmu modern. Beberapa gagasan ilmiah terbaik dalam abad ini telah memberkan sumbangannya pada ilmu tersebut. Dari ilmu itu telah timbul pertentangan dan persaingan paling sengit. Dan meskipun tujuan akhirnya belum tercapai, namun setiap tahun tujuan itu nampaknya menjadi lebih mungkin tercapai.
Orang dapat mengagumi ukuran dan keagungan galaksi pada malam cerah, kalau saja ia mau menengadahkan muka ke langit, dan mencari kepingan bercahaya sebesar bulan di daerah rasi Andromeda. Ini adalah galaksi yang menyinarkan cahaya ke mata kita dari jarak 25 kwintiliun (milyar milyar milyar) kilometer jauhnya. Ukuran dan bentuk benda itu dapat dilihat, walaupun letaknya sejuta milyar kali lebih jauh daripada segala satelit buatan manusia, atau ribuan milyar kali lebih jauh daripada bulan, milyaran kali lebih jauh daripada Pluto, setengah juta kali lebih jauh daripada bintang terdekat, dan seribu kali jarak bintang terlemah yang masih dapat dilihat dengan mata. Sebenarnya, cahaya yang sampai pada pengamat itu telah berangkat dari galaksi Andromeda 2,7 juta tahun yang lalu. Karena dapat dilihat tanpa teleskop, maka galaksi di daerah Andromeda tadi sejak lama telah diperhatikan oleh para ahli astronomi zaman dahulu, dan pada tahun 964 dicatat sebagai”bintang” tetap oleh Al Sufi, pengamat langit bangsa Iran. Hanya dua galaksi lain yang tampak dengan mata telanjang, dan kedua-duanya terletak dibelahan Langit Selatan. Pertama kali galaksi ini dilaporkan di eropa pada Abad ke-15, oleh para kapten kapal pangeran Henry Pelaut. Kapten yang berbangsa Portugis itu baru saja pulang dari usahanya mencari jalan ke timur mengitari afrika. Oleh karena perjalanan Magellan yang lebih lama beberapa puluh tahun kemudian, kedua galaksi itu kemudian dinamai Kabut Magellan.
JUMLAH galaksi bertambah banyak berkat adanya teleskop pertama. Tetapi semuanya tetap hanya terlihat sebagai kabut yang mirip Kabut Magellan, sampai-sampai para ahli astronomi tidak dapat membedakan galaksi dengan kabut gas dan debu yang sesungguhnya, yakni kabut yang mengembara di ducat matahari dalam lengan spiral Bima Sakti. Galaksi yang jauh dan kabut gas yang dekat – semuannya di bawah nama umum “nebula” – menarik perharian ahli astronomi zaman dahulu, justru karena kesulitan yang ditimbulkannya, yakni mudah dikelirukan dengan komit yang mendekati bum. Seorang ahli astronomi bernama Charles Messier (1730 – 1817), tanpa kenal lelah memburu komit dari menara Hotel de Cluny, di lampung latin, dan mendafar 103 nebula serta gugus bintang untuk mengingatkan dia sendiri agar benda tersebut diabaikan saja. Ioleh sebab itu banyak galaksi besar dekat Bima Sakti sekarang diandai dengan nomor “Messier” atau “M”, sebagai penghormatan terhadap Charles Messier yang justru merasa terganggu oleh pemain dengan galaksi. Galaksi besar Andromeda, umpamannya, dikenal sebagai M31.
Tidak hanya Messier saja yang tidak dapat membedakan kabut gas dengan galaksi yang sebenarnnya, tetapi juga filsuf Emanuel Swedenberg, Thomas Wright dan Immanuel Kant, semuanya mempunyai kesukaran yang sama walaupun begitu, mereka tetap mengajukan pendapat bahwa mungkin sekali nebula itu merupakan
“pulau alam semesta”, satuan tata bintang yang sangat jauh hingga berkascahaya masing-masing bintang tidak terperinci. Uraian itu sangat menawan dan segera memperoleh banyak pengikut, diantarannya Sir William Heschel yang membuat catalog lengkap tentang sejumlah nebula pertama; catalog itu berisi 2.500 judul. Saying bagi pengamat berikutnya, kebanyakan obyek yang ditulis Herschel itu benar-benar nebula, dan hanya beberapa galaksi saja yang tercakup di dalamnya. Akibatnya pada tahun 1860, ketika para ahli spektroskopi pertama mempelajari nebula tersebut, kebanyakan terrnyata hanyalah gumpalan gas pijar. Dengan demikian, hipotesa pulau alam semesta terpaksa dilemparkan ke tumpukan sampah intelektuil.
Atau demikianlah kelihatannya. Tetapi pada saat yang sama, ketika para ilmuwan terbaik menyingkirkan kemungkinan adanya galaksi jauh, beberapa bikti yang menyokong mulai muncul. Pangeran Rosse telah menemukan bentuk spiral pada M 51 di rasi Canes Venetici, dan telah mengenali 13 galaksi spiral lainnya. Jumlah nebula yang memperlihatkan tanda-tanda bentuk spiral bertambah. Pada tahun 1888, tatkala J.L.E Dreyer menerbitkan New General Catalogue, yang mendaftar 8.000 nebula dengan nomor “NGC”, ternyata setengahnya adalah galaksi spiral. Menjelang tahun 1908, ketika dua jilid Index Catalogues dengan nomor “IC” ditambahkan, 90 persen lebih dari 13.000 nebula yang diketahui adalah galaksi yang tak dikenal.
Sebenarnya galaksi itu bukan sama sekali tidak dikenal. Jika demikian Cleveland Abbe, seorang ilmuwan, tidak akan di kenang lagi. Pada tahun 1867 dia menerbitkan karyannya “The Nature of the Nebulae”. Dalam tulisan itu dia mengemukakan bahwa Kabut Magellan, dan mungkin juga yang lain, sebenarnya merupakan tata bintang mirip Bima Sakti, tetapi berada di luar galaksi tersebut, banyak ahli astronomi Abad ke-19 dan awal Abad ke-20 mengkin secara pribadi sekeyakinan dengan Abbe, tetapi karena tak ada bukti pengamatan, maka hanya beberapa saja yang memberanikan diri untuk mendukung gagasan “pulau alam semesta” dalam bentuk tulisan. Salah seorang yang pertama kali mempunyai alasan bagus untuk mendukung gagasan tentang galaksi ialah G.W. Ritchey. Pada tahun 1908, dengan mempergunakan telestkop cermin 150 centimeter yang didirikan di Gunung Wilson, California, untuk pertama kali Ritchey dapat menguraikan galaksi tersebut menjadi bintang-bintang. Sangat disatangkan bajwa baangan bintang tersebut sangat lembut dan kabur, sampai Ritchey sendiri tidak yakin apakah benda itu sungguh-sungguh bintang, ataukah kabut gas yang kecil dan sangat jauh.
DARI segi pengamatan, cuaca cerah pertama tersibak pada tahun 1912 oleh Nona Henrietta S. Leavitt, seorang asisten pada Observatorium Harvard. Dia telah ditugaskan untuk mempelajari 25 bintang Cephied di Kabut Magellan kecil. Tanpa menghiraukan jarak bintang yang dipelajarinya, dia mengamati satu cirri yang kemudian menyebabakan bintang molah-malih Ceohied itu menjadi terkenal: yakni bahwa makin terang bintangnya, makin lambat irama denyutnya. Karena dianggapnya aneh, maka diterbitkannyalah penemuan itu. Ahli astronomi besar dari Denmark bernama Ejnar Hertzsprung menyadari bahwa penemuan penting Nona Leavitt tadi barangkali merupakan kunci pengukuran alam semesta. Adapun Ejnar Hertzsprung adalah orang yang bersama H.N. Russel dari Princeton menemukan grafik warna-kecerlangan serta perbedaan antara bintang kerdil dan raksasa.
Jalan pikiran Hertzsprung kira-kira sebagai berikut. Kabut Magellan kecil itu jauh sekali, hingga bagaimana pun juga semua bintangnya berjarak sama dari bumi. Oleh karena itu bila diamati dari bumi, setiap perbedaan kecerlangan semu antara berbagai Cepheid adalah sesuai dengan berbedaan kecerlangan aslinya, dan bukan hanya disebabkan oleh perbedaan jarak. Itu juga berarti bahwa hubungan antara laju denyut dan kecerlangan harus berlaku bagi kecerlangan semu maupun kecerlangan asli. Oleh sebab itu dengan mengetahui kala denyut Cepheid di mana saja, dapatlah duhitung kecerlangan aslinya. Selanjutnya, dengan membandingkan kecerlangan asli dengan kecerlangan semunya, jarak Cepheid dari bumi selalu akan dapat dipastikan. Masalahnya ialah menentukan hubungan antara kecerlangan asli dan kala denyut. Pemecahannya ialah mencari Cepheid yang cukup dekat bumi, hingga jaraknya dapat diukur secara meyakinkan dengan salah satu cara, misalnya trigonometry. Dengan itu akan diketahuilah kecerlangan asli Cepheid tersebut, dan juga kecerlangan asli setiap Cepheid di Kabut Magellan yang kala denyutnya sama. Akhirnya, pengetahuan tersebut akan mengungkapkan jarak Kabut Magellan.
Tinggal satu kesulitannya, yakni tak ada satu Cepheid pun di dekat bumi. Pengukuran trigonometry hanya berlaku untuk jarak 500 tahun cahaya, padahal Cepheid terdekat berjarak 650 tahun cahaya. Sebagai jalan lain, Hertzsprung menaksir jarak beberapa Cepheid terdekat dengan suatu metode kasar dan cepat, yakni menggunakan laju gerak Cepheid. Dasar metode ini ialah bahwa makin dekat sebuah bintang, makin cepatlah gerak semu pada latar belakangnya. Setelah menumpuk cukup banyak taksiran kasar, Hertzsprung dapat menggunakan ciri kala-kecerlangan Cepheid untuk menera ulang taksirannya, dan menyingkirkan kesalahan secara statistik. Akhirnyam pada tahun 1913, Hertzsprung menghitung bahwa setiap Cepheid yang kala denyutnya 6,6 hari, kecerlangan aslinya 700 kali kecerlangan matahari. Dengan begitu, Cepheid diubah menjadi mercu suar kosmos yang dapat digunakan untuk menentukan jarak Cepheid, di mana pun saja bintang itu terlihat.
AHLI astronomi pertama yang memanfaatkan penemuan Herzsprung sebagai batang pengukur ialah Harlow Shapley, yang kemudian menjadi direktur Observatorium Harvard. Setelah mengulang dan memperbaiki Karya Hertzsprung, selanjutnya – dari tahun1916 – ia menerapkan hasil itu pada Cepheid dalam gugus bulat Bima Sakti. Dari hasil pengukuran jarak bintang ini, Shapley dapat memetakan selubung Bima Sakti, dan kemudian menaksir ukurannya serta menentukan arah dan jarak pusatnya.
Selama penelitiannya Hertzsprung dan Shaplet akhirnya membuktikan bahwa Bima Sakti merupakan sebuah tata bintang, dan bahwa Kabut Magellan merupakan tata bintang jauh di luar Bima Sakti. Dalam pada it kebanyakan ahli astronomi masih belum berhasil melihat kabut itu sebagai pulau alam semesta menurut gagasan Kant. Ini tidak begitu mengherankan. Kabut Magellan itu sebenarnya merupakan satelit Bima Sakti, yang berada di luarnya sejauh satu garis tengah Bima Sakti. Lagi pula bentuknya tidak nyata-nyata berupa spiral, melainkan berupa kumpulan bintang-bintang dan gas secara lepas. Tata semacam itu sekarang dinamakan galaksi“tak beraturan“.
Setelah menunggu begitu lama untuk memperoleh pengakuan, suatu ketika galaksi pun memperoleh kemampuan besar. Pada tahun 1917 Ritchey mengamati nova digalaksi NGC 6946 di Cepheus dengan teropong 150 centimeter. Langan 10.000 kali kecerlangan matahri. Tetapi walaupun pada puncak kecerlangannya, nova tadi hanya bersinar 8.000 kali lebih lemah daripada kecerlangan matahari. Karena selemah itu, maka kemungkinannya ialah bahwa atau bintang tadi sesungguhya bukan nova, atau letusan itu terjadi tempat yang jauhnya lebih dari seratus ribu tahun cahaya di luar Bima Sakti. Ritchey yakin bahwa dia melihat sebuah nova, dan dengan penih gairah dilihatnya kembali semua kumpulan pelat foto digunung Wilson. Ternyata ada lagi dua nova pada nebula tersebut. Karena terdorong oleh keberhasilan Ritchey, H.D. Curtis menunjau semua pelat yang diambil dengan teleskop cermin 100 kali sentimeter di Obsevatorium Lick, dekat San Francisco, dan menemukan lagi tiga nova. Lain ahli astronomi menemukan lima lagi.
Curtis mengumumkan kepada dunia apa yang baginya telah sangat jelas, yakni bahwa nebula yang mengandung nova itu sebenarnya adalah galaksi tersendiri. Tetapi dunia – setidak-tidaknya dunia astronomi – belum siap menerima alam semesta raksasa yang disajikan Curtis. Perselisihan bersejarah terus berlangsung, dari pertemuan para ahli astronomi satu ke pertemuan lain, sejak tahun 1917 sampai 1924. Seolah-olah ketegangannya diperbesar, karena garis pertemuan itu secara kasar ditarik atas dasar kedaerahan : kalifornia yang pro galaksi dan amerika timur yang anti galaksi. Sesuai dengan gambaran di hollywood, orang amerika timur lebih fasih berbicara daripada warga barat yang sedikit berbicara dan keras kepala mempertahankan apa yang dianggap benar. Kemudian tiba-tiba, pada suatu sidang dalam pertemuan tanggal 1 januari 1925, perdebatan besar terhenti oleh pengumuman Edwin Hubble, ahli astronomi kalifornia. Kata dari Edwin sangat dinanti-nantikan, walaupun dia sendiri tidak hadir karena sedang sibuk menggunakan teleskop 250 sentimeter di Gunung Wilson, yang masih baru dan terbesar di dunia waktu itu. Berita penting yang dilaporkan Edwin ialah bahwa teleskop baru itu telah menyingkapkan gambar bintang-bintang pada tiga nebula: M31 di andromeda, NGC 6822 dan M 33. Yang lebih penting ialah bahwa beberapa bintang dalam galaksi itu ternyata Cepheid, mercu suar luar biasa temuan Nona Leabitt. Dari keredupan cahaya dan kala denyut bintang tersebut, terbukti juga bahwa ketiga nebula tadi adalah galaksi yang terletak jauh di luat pagar pulau alam semesta tempat manusia bermukim.
SESUDAH kenyataan adanya galaksi terbukti, studi tentang galaksi melonjak cepat, seolah-olah tealh menumpuk tenaga beberapa dasawarsa sebelumnya yang penuh keraguan dan perdebatan. Dengan bantuan Milton Humason, salah seorang pengamat ulung dalam astronomi , dengan teleskop 250 sentimeter Hubble terus mengukur tiap kubu langit. Dari gugus bulat yang jauhnya beberapa ribu tahun cahaya, Hubble mencapai batas jarak yang dapat dicapai oleh batang pengukur Cepheid, yaitu sebuah bola langit yang berjari-jari tiga juta tahun cahaya dan berisi 20 galaksi. Dari sana dia terus membuat peta dengan bintang maha raksasa biru di lengan spiral galaksi sebagai batang pengukur. Batas baru yang dicapai berwujud bola langit berjari-jari 30 juta tahun cahaya dan bersikan lebih dari 200 galaksi. Lebih jauh lagi – demikian jauh hingga bintang satu demi satu sudah tidak ternilai lagi dengan teleskop – Hubble menaksir jarak berdasarkan terang semu galaksi, dibandingkan dengan terang semu galaksi serupa yang terdapat dalam bola langit 20 juta tahun cahaya yang telah dipelajari sebelumnya. Dengan ukuran baru ini Hubble berlari menuju batas alam semesta yang dapat dilihat pada waktu itu, yakni sejauh satu milyar tahun cahaya lebih.
Dalam penjelajahan intelektuil yang mengagumkan itu, cakrawala manusia meluas dan tiada tandingannya dalam sejarah sebelumnya, dan barangkali tidak akan teertandingi lagi. Hubble menghintung bahwa jymlah galakksi di luar Bima Sakti sebanyak jumlah bintang yang ada di dalamnya. Penjelajahannya diperluas dan dikuatkan oleh penemuan N.U. Mayall (bekas direktur puncak kitt) dan C.D. Shane (pensiunan ahli astronomi Observatorium Lick). Yang tidak kalah penting ialah meluasnya pengetahuan mengenai galaksi di Belahan Langit Selatan. Hal ini dilakukan oleh para ahli astronomi dari Observatoriym Harvard, di bawah pimpinan Harlow Shapley, yang berkerja di Bloemfontein, Afrika selatan. Berkat studi itu semua, ahli astronomi kini mengetahui bahwa di daerah langit tempat hanyutan benda-benda dekat menipis, disanalah terdapat galaksi yang banyaknya enam kali jumlah bintang Bima Sakti. Galaksi itu ada yang kecil dan ada yang besar, tetapi rata-rata mengandung satu milyar bintang lebih, dan barangkali mengandung planit yang jumlahnya lebbih banyak lagi. Dan jumlah “tata semilyar bintang” itu meningkat terus dengan bertambahnya “daya lihat” manusia, sejauh yang dapat dicapai dengan teleskop modern. Cahaya yang mencapai bumi dari galaksi paling redup yang dapat dilihat sekarang itu telah ada di perjalanan selama lima milyar tahun lebih. Itu berarti bahwa cahaya tadi sudah terpancar dari galaksi tersebut pada saat bumi dan matahari masih dalam proses memadat dari gas purba.
JUTAAN pulau alam semesta temuan Hubble tadi mempunyai berbagai ragam ukuranm dentuk maupun aah. Sebafian besar galaksi lebih kecil daripada galaksi kita, tetapi beberapa di antaranya lebih besar. Bentuknya pun beraneka ragam, dari bentk kabut bersinar tercabik-cabik dan tanpa pola, samapi bentuk bulatan yang bermanik-manik bintang. Semuannya tergantung di angkasa dengan pelbagai sudut. Ada yang terlihat dari samping, ada yang terlihat seluruh mukanya, dan ada yang miring tiga perempat. Dengan memperhitungkan perbedaan penampakan galaksi itu, Hubble dapat mengelompokkan bentuk galaksi dan menyederhanakan ke aneka-rupannya ke dalam skema sederhana. Dia membedakan tiga keluarga utama, yaitu galaksi spiral, atau “S”, yang jumlahnya terbesar, meliputi 80 persen dari semua galaksi yang diketahui; galaksi elips, atau “E”, kira-kira meliputi 17 persen; dan galaksi tidak beraturan atau “TB”, berjumlah kurang dari tiga persen. Galaksi “S” terlihat bagaikan pusaran api raksasa. Galaksi “E” terlihat lebih tenang; seperti bola lonjong besar yang bersinar. Galaksi “TB” terlihat sebagai gumpalan datar, atau onggokan bintang yang sebagian menebal, sebagian menipis dalam batas-batas yang tidak jelas bentuknya.
Yang strukturnya paling teratur ialah galaksi spiral, seperti Bima Sakti dan M 31 di Andromeda. Pada umumnya galaksi ini mempunyai tiga bagian yang dapat dibedakan dengan tegas: pusat rida, selubung bulat ang membungkus pusat, terdiri dari bintang serta gugus bintang, dan piringan dengan lengan spiral yang mengelilingi pusat di daetah katulistiwa. Bentuk beberapa galaksi spiral lebih rumit: pusatnya tidak bulat, melainkan berbentuk cerutu, dan dari kedua ujungnya terjulur dengan spiral laksana percikan api dari tongkat yang menyala. Tak seorang pun mengetahui dengan pasti bagaimana galaksi spiral berbatang (“SB”) ini berpusar atay mempertahankan kesatuannya. Bila dibandingkan dengan galaksi spiral, galaksi elips merupakan bangunan sederhanam dan gaya terdiri dari dua bagian: pusat roda, dan selubung di sekelilingnya. Galaksi elips agak pipih, dan kerapatan bintang pada pusatya tergantung pada gravitasi massanya. Galaksi tak beraturan jauh lebih kabur lagi: terkandang memperlihatkan adanya pusat atau gugus bulat pada selubung, terkadang sedikit pipih mirip cakram, dan kadang-kadang bahkan menampakkan bentuk untaian mirip lengan yang berisi bintang biru dan gas. Tetapi pada umumnya golongan terakhir ini kelihatan kacau dan tidak berpola.
Selanjutnya Hubble membagi lagi ketiga keluarga galaksi tersebut, dan meletakkannya dalam deret sinambung menurut ketidak-teraturan dan gejolak yang tampak. Pada ujung tenang deret tersebut terdapat galaksi elips yang paling bulat bentuknya dan disebut klas E nol. Galaksi elips lainnya diatur menurut derajat kepepatannya, dari E-1 yang paling medekati bentuk bola, sampai E-7 yang berbentuk piring. Dalam golongan rapi-sedang dan tenang-sedang, Hubble mengelompokkan galaksi spiral dan spiral berbatang; golongan ini meliputi deter galaksi spiral Sa yang spiralnya paling ketat sampai galaksi spiral berbatang SBa; di antara keduannya terdapat galaksi Sb dan SBb, dan galaksi Sc dan SBc yang spiralnya paling kendor. Pada urutan terakhir diletakkannya galaksi yang strukturnnya tidak-beraturan.
WALAUPUN pendobrakan Hubble menuju peningkatan pengetahuan pada akhir tahun 20-an tidak sampai meruntuhkan, namun cukup banyak sisa kekacauan yang ditinggalkannya, dan masih harus dibersihkan seperti halnya kenaikan permintaan pasar bursa pada waktu itu. Kekacauan itu bukan karena satu per satu pengamatan Hubble mengandung kesalahan – Hubble adalah orang yang sangat tekun dan cerdik – tetapi kesalahan-kesalahan kecil menumpuk, sehingga jumlahnya terlalu besar dan mengurangi kegunaannya. Dasar jarak Cepheid yang diletakkan Hertzsprung dan Shapley tidak pernah dditeliti lagi. Penerapan Cahaya oleh zat antar bintang belum seluruhnya diperhitungkan. Pada beberapa galaksi, kabut gas yang cemerlang disalahtafsirkan Hubble sebagai bintang tunggal. Dan kecerlangannya dihitung sebagai bintang tunggal. Hubble sendiri sadar akan kesulitan itu, sebagaimana ia mengetahui keterbatasan peralatan dan metodenya. Hubble mengamati dua keganjulan berkaitan dengan galaksi besar andromeda, M 31: pusat galaksi ini tidak terurai menjadi bintang-bintang terpisah, dan gugus bulatnya empat kali lebih redup daripada gugus bulat Bima Sakti. Dua kenyataan ini mengandung dua kemungkinan: atau M 31 itu pada dasarnya berbeda dengan galaksi kita, atau letaknya lebih jauh daripada yang ditunjukkan oleh Cepheid galaksi itu. Akhirnya, rekan Hubble, yakni Walter Baade, memutuskan untuk menyelidiki teka-teki itu serta ditil-ditil galaksi andromeda.
Selama musim dingin tahun 1941-1942, ketika Los Angles mengalami pemadaman karena Perang Dunia II – keadaan ini sangat baik untuk pengamatan – Baade berkali-kali mengarahkan teleskop 250 sentimeter Gunung Wilson pada M 31, dan menerapkan segala akal ilmu fotografi yang diketahuinya untuk memperoleh gambar bintang yang terdapat di pusat galaksi itu. Pada syaty malam, dalam keadaan putus asa, dia menyingkirkan pelat foro peka cahaya biru yang biasa, padahal sebelumnya pelat tersebut telah berhasil mengungkapkan bintang dalam lengan spiral galaksi; lalu ia mencoba suatu pelat baru yang peka cahaya merah. Dengan keheran-heranan, ketika pelat merah tersebut dicuci, ternyata galaksi Andromeda terurai menjadi bintang merah yang tidak terhitung banyaknya. Kemudian ia mengisahkan: “ketika saya mengarahkan teleskop ke kawasan lain di nebula itu, dan bergerak dari pusat ke luar, pola tebaran bintang yang menyolok pun berubah: raksasa merah menduduki daerah antar lengan spiral, dan maha raksasa biru di dalam lengan galaksi. Rupanya kawasan pusat dan kawasan antar lengan galaksi itu dihuni oleh suatu jenis bintang, sedangkan jenis lain menghuni kawasan lengan”.
Penemuan Baade mengenai perbedaan bintang pusat dan bintang lengan spiral mengandung begitu banyak masalah, sehingga kemudian memakan waktu lebih dari sepuluh tahun, dan memerlukan daya teleskop Hale 500 sentumeter untuk menggarap semua konsekwensinya. Terutama Cepheid pada kedua macam populasi tersebut memang berbeda. Bintang molah-malih yang terdapat dalam gugus bulat pada selubung Bima Sakti, dan yang telah dipergunakan oleh Shapley sebagai penunjuk jarak, sebenarnya merupakan bintang tua kelas menengah. Bintang tersebut mencapai tahap Cepheid dengan tungkat kecerlangan lebih rendah daripada jenis tandingannya yang lebih muda, lebih cemerlang, yakni bintang molah-malih di lengan spiral. Jenis yang cemerlang itulah yang ditemui Hubble pertama kali di lengan galaksi Andromeda. Karena Hubble mengira bahwa Cepheid di Andromeda sama redupnya dengan Cepheid yang dipergunakan oleh Shapley, maka menurut taksiranm jarak sebenarnya kelewat kecil. Itulah sebabnya mengapa gugus bulat di M 31 nampak lebih redup daripada gugus sejenisnya yang terdapat di Bima Sakti. Sebenarnya gugus bulat itu tidak redup; sebaliknya, galaksi itu sendiri yang berjarak dua kali lebih jauh daripada perkiraan sebelumnya. Demikian pula, jarak galaksi lain yang telah dihitung Hubble dengan petunjuk Cepheid berlipat dua. Begitulah, Baade telah melipat-duakan ukuran alam semesta.
Baade menemukan bahwa kunci utama untuk mengerti galaksi ialah konsep “dua macam populasi”. Dua menelaah ulang 20 galaksi terdekat dalam jari-jari tiga juta tahun cahaya dari galaksi kita, yang diberi nama galaksi “Kelompok Lokal”; galaksi ini menggerombol karena gravitasi. Dia mendapati bahwa hampir tanpa kecuali galaksi elips terdiri dair populasi bintang selubung yang sudah tua. Misalnya bintang paling terang dalam dua satelit kecil pada M 31, yakni NGC 205 dan NGC 221 di Andromeda, semuanya terdiri dari raksasa merah, di sana tidak ada bintang biru, dan tidak banyak terdapat kabut debu dan gas yang dapat mementuk bintang baru. Sebaliknya, galaksi spiral, misalnya Bima Sakti dan M 31, mengandung populasi bintang selubung dan bintang lengan, serta sejumlah debu dan gas bebas. Dalam galaksi spiral yang belitannya paling ketat, ternyata hampir tidak ada bahan yang belum memadat. Dalam galaksi spiral Sc yang pipih memanjang, seperti halnya galaksi Pusaran Air, M 51m terdapat banyak gas. Dalam galaksi tak beraturan, seperti NGC 4449, hanya terdapat sedikit bintang selubung merah, tetapi terkadang sangat banyak bintang lengan biru dan bahan bintang yang terkadang melebihi bobot bintang bercahaya.
DARI telaah ulang Baade atas jenis Galaksi berdasarkan evolusi bintang, timbullah gagasan bahwa galaksi tak beraturan itu merupakan tahap awal perkembangan galaksi; di situlah kabut hydrogen raksasa bergolak seraya mengerut karena gravitasi, dan mulai membentuk bintang. Misalnya galaksi tak beraturan yang terdekat, yakni Kabut Magellan, menunjukkan tanda adanya inti kecil. Kabut Magellan Besar bahkan mlai memperlihatkan bentuk awal lengan spiral. Kalau berbagai bentuk galaksi boleh dianggap sebagai cermunan langkah evolusi, maka Kabut Magellan Besar – dan lain-lain galaksi tak beraturan – pada suatu ketika mungkin akan berkembang menjadi galaksi spiral kecil. Bagaimanakah perubahan yang bersifat evolusi seperti itu akan berlangsung? Ada beberapa keterangan sementara. Di dalam galaksi kita, misalnya, telah ditemukan oleh para ahli astronomi radio bahwa kabut hydrogen raksasa terlihat bergerak menjauhi pusat Bima Sakti. Tetapi, bagaimana gabungan gaya gravitasi, pusaran dan gaya lain dapat menghasilkan lengan spiral dan mempertahankannya dalam pola yang kurang lebih mantap, semuanya sama sekali masih belum pasti.
Bagaimanapun juga, bila gas di dalam pusat galaksi spiral telah habis, aliran ke luat akan mengalami perlambatan. Sedikit demi sedikit bagian lengan spiral yang masih mengandung gas akan membelit ke dalam dan menjadi semakin ketat. Bintang-bintang yang telah lahir dari gas tersebut tertinggal pada orbitnya, tetapi gas bebas yang tertinggal diperkirakan akan terhimpun kemnali ke pusat, dan diplah di sana. Setelah tahap itu, galaksi tidak akan berspiral lagi, dan sebaliknya akan menjadi elips yang sangat pepat. Galaksi yang berada dalam keadaan antara galaksi spiral dan galaksi elips memang dapat disaksikan. Galaksi ini disebut SO, dan terlihat sudah mempunyai piringan mantap, tetapi tanpa lengan spiral; debu maupun gasnya hanya sedikit, atau malah tidak ada. Rupanya terbentuknya bintang dalam galaksi elips telah berhenti. Kalau pun galaksi semacam itu pernah mempunyai kabut zat antar bintang, bahan tersebut telah terpakai habis. Terkadang ada coretan gelap yang kelihatan mencoreng bagian tengah galaksi elips; hal ini merupakan petunjuk bahwa sisa bahan mentah mungkin masih ada. Tetapi kalau sisa bahan yang tidak terpakai itu kemudian mengerut menjadi bintang, dan semua bintang paling masif dalam piringan telah padam, maka galaksi yang semula pipih itu dengan sendirinya akan tampak berbentuk bola, karena bintang selubungnya tidak lagi terkalahkan oleh cahaya bintang piringan. Masih belum diketahui, apakah orbit bintang-bintang dalam galaksi elips dapat mengatur diri menjadi pola melingkar. Mungkin saja, tahap seperti itu tidak harus terjadi: galaksi spiral yang bergasing cepat mungkin akan menjadi galaksi elips pipih, dan yang bergasing lambat akan menjadi bundar.
Gagasan yang menyatakan bahwa galaksi mengikuti jejak evolusi semacam itu – dari galaksi tak beraturan tanpa bentuk menjadi galaksi elips yang bundar sempurna – ternyata tak dapat dipertahankan. Kini diketahui bahwa ketiga tipe itu mengandung beberapa bintang yang sangat tua. Seandainya galaksi tak beraturan adalah galaksi “bayi”, maka tak akan mengandung bintang yang sama tuanya dengan bintang kandungan galaksi elips, yakni “nenek” galaksi-galaksi. Setelah berkesimpulan bahwa umur bukanlah penenty tipe galaksi, maka para ahli astronomi merumuskan sebuah hipotesa baru. Lebih dari 12 milyar tahun yang silam, sejumlah gas dalam alam semsta membentuk kabut padat, dan kemudian runtuh karena tekanan gaya berat. Bila salah satu kawasan sebesar galaksi (bakal galaksi) ini runtuh, gasnya bertubrukan. Juka gas tersebut sangat rapat, dan bergerak sangat cepat, terbentuknya bintang terjadi dengan cepat, dan mendadak berhenti apabila bahannya telah habis. Demikian lahirlah galaksi elips. Sebaliknya, bila gasnya tipis dan bergerak lamban, sebagian besar gas tersebut mempunyai banyak peluang unutk membentuk piringan atau gumpalan sebelum menjadi bintang. Kebanyakan gasnya melahirkan bintang secara lambat, hingga bintang-bintang tersebut jutaan tahun lebih muda daripada bintang dalam galaksi elips yang terbentuk dengan lebih cepat. Kebanyakan bintang muda tadi terdapat dalam lintas utama yang berbentuk roda pada galaksi spiral, dan lebih-lebih terdapat pada kabut tak berwujud dalam galaksi tak beraturan. Di sitylah terdapat banyak gas yang belum berubah menjadi bintang.
SELAIN E, S dan TB, di lubuk angkasa juga terdapat sejumlah “obyek aneh”: yakni galaksi yang terbelah dua atau terentang ke luar menjadi tak teratur oleh gaya yang belum dikenal ilmu astronomi. Beberapa di antaranya, misalnya Pusaran Air, M 51, tampak sebagai galaksi kembar, dihubungkan oleh untaian bintang yang panjangnya ribuan tahun cahaya. Yang lain, misalnya NGC 3187 dan NGC 3190 di daerah Leo, seolah-olah bergasing berdampingan sambil menarik untaian bintang maupun bahan bintang melalui interaksi magnetuk jarak jauh. Lainnya lagi, misalnya galaksi elips raksasa M 87 di gugus Virgo, telah menyemburkan jurai raksasa, yakni pancaran gas cemerlang yang sama panjangnya dengan galaksinya. Yang terakhir dan paling membingungkan ialah pasangan galaksi, misalnya Cygnus A, yang seolah-olah saling berpadu. Bentuk spiral atau elips kedua galaksi itu menduduki ruang angkasa yang sama, dan dikelilingi rumpun-rumpun bintang. Galaksi ini memancarkan gelombang radio jutaan kali lebih kuat daripada pancaran galaksi spiral biasa.
TIDAK seorang pun mengetahui apa sebenarnya galaksi “istimewa” itu. Beberapa diantaranya memancarkan gelombang dengan daya yang demikian besar, hingga dapat diduga bahwa sebagian tenaga nuklir yang tersimpan dalam galaksi itu hampir seluruhnya dipergunakan untuk menghasilkan gelombang radio. Mula-mula diduga bahwa galaksi-galaksi istimewa itu aadalah galaksi yang bertabrakan. Tetapi para ahli astrofisika belum memperoleh keterangan, bagaimana tabrakan galaksi itu dapat menciptakan daya semacam itu, atau bagaimana tabrakan itu dapat begitu sering terjadi hingga mengakibatkan keiswimewaan yang begitu lazim. Pendapat lain diajukan oleh Geoffrey Burbidge, yang pada waktu itu ada di Observatorium Yerkes. Ia mengatakan bahwa inti galaksi yang tua dan bermassa besar pada suatu ketika dapat meletus jika bintang di dalamnya makin berhimpitan. Gagasan Burbidge itu ialah bahwa letusan supernova menyulut reaksi berantai antar sesama bintang yang sedang sekarat. Dengan begitu seluruh inti galaksi menjadi super-supernova yang terbakar lambat dan tidak terlukiskan besarnya.
Walaupun masih serba rahasia, galaksi istimewa itu telah memungkinkan para ahli astronomi untuk memperluas pengetahuan alam semesta sampai di luar batas jangkauan pengamatan optis. Kebanyakan galaksi istimewa memancarkan sebagian besar tenaganya dengan frekwensi radio, sehingga galaksi istimewa itu lebih mudah tertangkap dengan teleskop radio daripada dengan teleskop optic. Para ahli astronomi radio menemukan hal yang masih kasar, dan kemudian mempersilahkan teleskop 500 sentimeter di Palomar menyaksikan tempat terjadinya bencana. Dengan begitu perhatian para ahli astronomi Palomar terarah pada galaksi-galaksi yang terletak di batas penglihatan dan bebeapa kali lebih jauh daripada ribuan galaksi redup yang mengerumuni medan penglihatan dalam jangkauan angkasa yang begitu jauh. Dengan cara yang sama, mereka telah menemukan obyek serupa bintang, atau quasar. Benda yang penih teka-teki ini dalam teleskop optic terlihat seagai bintang, tetapi memancarkan gelombang radio yang lebih besar daripada pancaran galaksi yang paling kuat. Walau masih dibingungkan oleh hakekat quasar, banyak ahli astronomi percaya bahwa quasar adalah onyek terjauh dalam alam semesta. Salah satu alasan utama mengapa ahli astronomi memburu galaksi yang semakin jauh dengan alat yang makin lama makin sempurna ialah untuk menentukan kecepatannya. Sudah pada tahun 1912, V.M. Slipher di Observatorium Lowell, Arizona, pertama kali mengamati bahwa banyak “nebula” (nama yang diberikan pada waktu itu) memancarkan cahaya yang menjadi merah oleh pergeseran Doppler, dan seolah-olah bergerak menjauhi bumi. Ketika Hubble dan Humason mulai menjelajahi alam semesta pada tahun 1925, dengan cepat diketahui bahwa “pergeseran merah” bukan hanya merupakan ciri beberapa galaksi tertentu, tetapi cirri semua galaksi di luar kelompok setempat yang kecil itu. Tambahan lagi, mereka mengamati juga bahwa makin jauh jangkauan pandangannya, makin besar pula pergeseran garis spekrtum galaksi kearah ujung merah spectrum. Mau tak mau, kedua ahli stronomi tadi menyimpulkan bahwa makin jauh letak galaksi dari Bima Sakti, makin cepatlah gerak menjauhnya. Hanya empat tahun setelah membuktikan jarak galaksi yang begitu jauh, Hubble dapat mengumumkan bahwa seluruh alam semesta yang kasat mata – ratusan juta galaksi – tidaklah mantap, melainkan memuai ke segala arah secara seragam.
Berbagai macam gagasan telah diuji pada gejala pergeseran merah yang terkenal itu, agar dapat menerangkan hejala meluasnya galaksi ke segala arah. Tetapi semuannya gagal. Satu-satunya keterangan yang cocok dengan segala pengukuran di dalam laboratorium ialah bahwa semua galaksi saling menjauhi, kecuali juka galaksi-galaksi itu saling tertambat oleh tali gravitasi, seperti halnya kelompok setempat. Di daerah rasi Virgo terdapat rumpun luar biasa yang terdiri dari ribuan galaksi, sejauh 66 juta tahun cahaya. Rumpun ini menjauhi Bima Sakti dengan laju 1.200 kilometer tiap detik. Rumpun Corona Borealis sejauh 1,2 milyar tahun cahaya menjauhkan diri dengan laju 21.400 kilometer tiap detik. Rumpun di Boötes, pada jarak 2,1 milyar tahun cahaya, terbang menjauh dengan laju 39.000 kilometer tiap detik. Kelompok galaksi redup di daerah Hydra, yang pada jarak 3,3 milyar tahun cahaya kelihatan tebal bagai kismis, jaraknya dari Bima Sakti bertambah 60.000 kilometer per detik atau bergerak dengan kecepatan seperlima laju cahaya.
DI seberang Hydra penglihatan teleskop biasanya tidak cukup baik untuk dapat mengukur pergeseran Doppler. Tetapi sebuah galaksi istimewa, yang dikenal oleh ahli astronomi radio sebagai “sumber 3C295”, ditemukan karena kekuaan pancaran gelombang panjangnya. Benda tersebut Nampak sedemikian luar Biasa hingga mendorong Rudolph Minkowski, ahli astronomi Palomar, untuk berusaha keras meneliti pergeseran Dopplernya dengan cermat. Pengukuran itu menunjukkan bahwa “sumber 3C295” tadi melarikan diri dengan kecepatan sepertiga laju cahaya. Cahayanya yang kini tertangkap di bumi sebenarnya telah dipancarkan dari sumbernya sebelum empat milyar tahun yang lalu. Sementara itu sumber itu telah pergi lebih jauh lagi, dan mencapai jarak 6,5 milyar tahun cahaya. Bahkan di seberang galaksi yang jauh ini teleskop optic maupun teleskop radio masih dapat menangkap benda-benda lebih jauh dan lebih redup yang berlarian menjauhi kita. Menurut perkiraan, galaksi yang hampir tidak teramati pada batas pandang teleskop 500 sentimeter menjauhi kita dengan laju dua pertiga kecepatan cahaya, dan galaksi yang berada pada batas daya tangkap teleskop radio diperkirakan melarikan diri dengan laju Sembilan persepuluh kecepatan cahaya.
Seandainya ada galaksi yang menjauh dengan kecepatan sebesar laju cahaya, maka cahayanya yang diterima di bumi mengalami pergeseran Doppler sampai tak kasat mata, dan akibatnya galaksi tadi tidak akan dapat terlihat. Oleh sebab itu sebagian besar alam semesta, yang sejauh-jauhnya dapat dilihat oleh manusia di bumi, rupanya telah ada dalam jangkauan teleskop optic dan teleskop radio. Kalau manusia memang akan memecahkan teka-teki alam semesta, dapatlah dilakukannya dengan segera. Hubble sangat berharap untuk dapat memecahkannya dalam masa hidupnya, akan tetapi ahli astronomi tersebut telah dikecewakan oleh kekurang-tepatannya dalam mengukur jarak.
Seseorang mungkin akan berpikir, kalau ukuran jaraknya kurang tepat, maka pemuaian alam semesta temuan Hubble tadi kurang tepat juga. Tetapi logikanya tidak harus demikian. Jarak galaksi yang diukur oleh Hubble memang mengandung kesalahan dengan selisih sangat besar, dan jarak lebih besar yang diterima orang sekarang pun mungkin masih jauh dari benar – bahkan dapat berbeda 100 persen. Tetapi pengukuran pergeseran Doppler, baik yang dahulu maupun sekarang, sangatlah tepat. Hasil itu tetap mendukung hejala pemuaian alam semesta sebagai suatu kepastian dalam pengamatan. Pertanyaan yang pokok adalah, pertama, berapa lamakah alam semesta telah memuai; kedua, apakah akan terus memuai? Mengenai pertanyaan pertama, jawabannya diberika oleh Hubble. Dari pengukuran yang telah dilakukannya diperoleh keterangan bahwa rupanya alam semesta pernah terpampat menjadi satu dalam sebuah kabut bahan padat, kira-kira 1,8 milyar tahun yang lalu. Tetapi jangka waktu ini dirasakan terlalu pendek, mengingat umur bumi saja diperkirakan sudah empat milyar tahun lebih. Pengukuran sekarang, yang menghasilkan jarak yang lebih jauh, memperlihatkan bahwa jangka waktu yang diperlukan galaksi untuk berlari keluar dan mencapai tempatnya sekarang adalah 18 milyar tahun. Pengukuran di masa mendatang barangkali akan memperbesar angka tersebut, tetapi tidak terlalu banyak. Ukuran galaksi itu sedemukuan besar, sehingga galaksi yang dekat dari tepi ke tepi akan membentuk sudut cukup besar untuk dapat diamati. Pengukuran jarak masa sekarang menyatakan bahwa ukuran galaksi-galaksi lain tidak jauh berbeda dengan Bima Sakti; memang ada kemungkinan bahwa ukurannya sedikit berbeda-beda, tetapi perbedaannya tidaklah akan begitu besar sehingga Bima Sakti kelihatan menjadi kerdil atau raksasa.
SEBAGAI jawaban sebagian atas pertanyaan kedua, dinyatakan bahwa alam semesta harus memuai secara seragam, seperti titik-titik berjarak sama pada permukaan balon yang ditiup. Ada pengandaian lain yang menempatkan Bima Sakti pada suatu tempat terpilih di tengah alam semesta. Dari penglihatan nyata, memang Bima Sakti kelihatannya ada di pusat. Di setiap jarak pada bola angkasa sekelilingnya, galaksi lain kelihatan menjauhi Bima Sakti dengan laju yang sama, sehingga seolah-olah Bima Sakti ini merupakan pusat ledakan purba. Tetapi setiap titik pada balon yang menggembung tadi dapat berlaku sebagai pusat. Pada gambaran pemuaian alam semesta secara seragam menurut tipe balon tadi, ruang antara galaksilah yang melebar, sedangkan galaksi sendiri tetap pada tempatnya. Hanya gambaran itulah yang dapat menghasilkan gejala pemuaian, tanpa membuat dunia manusia menjadi pusat – suatu hal yang terlarang sejak zaman Kopernikus.
Penemuan Edwin Hubble bahwa kosmos terdiri dari galaksi-galaksi yang saling menjauhi itu bagi para ahli ilmu pengetahuan alam dan filsuf merupakan suatu alasan untuk berharap bahwa teka-teki alam semesta akhirnya akan terpecahkan, dan seluruh ciptaan akan terangkum dalam satu rumus matematika. Berkat adanya harapan ini, kosmologi berkembang menjadi ilmu modern. Beberapa gagasan ilmiah terbaik dalam abad ini telah memberkan sumbangannya pada ilmu tersebut. Dari ilmu itu telah timbul pertentangan dan persaingan paling sengit. Dan meskipun tujuan akhirnya belum tercapai, namun setiap tahun tujuan itu nampaknya menjadi lebih mungkin tercapai.
0 Comments