Cosmos Eps 5 - Hiding in the Light Diterjemahkan oleh: @zakwannur
NEIL DEGRASSE TYSON: Usia dan ukuran alam semesta
tertulis dalam cahaya.
Sifat keindahan dan substansi dari bintang-bintang,
hukum dari ruang dan waktu...
mereka telah ada di sana sejak dulu,
tapi kita tak pernah melihat mereka...
sampai kita menemukan cara yang lebih ampuh untuk melihat.
Kisah tentang kebangkitan ini memiliki banyak awal
dan tanpa akhir.
Tokoh-tokohnya datang dari berbagai masa dan tempat--
Seorang filsuf Tiongkok kuno,
seorang 'ahli sihir' yang membuat kagum para khalifah Irak abad ke-11,
Seorang yatim miskin dari Jerman yang diperbudak oleh majikan yang kejam
Masing-masing membawa kita sedikit lebih dekat
untuk membuka rahasia yang tersembunyi pada cahaya.
Sebagian besar nama mereka takkan kita ketahui,
tapi di suatu tempat, dahulu kala, seseorang melihat ke atas
melihat bagaimana cahaya melakukan salah satu keajaibannya.
Siapa tau?
Mungkin keunikan dari cahaya itulah
yang menginspirasi seniman zaman dahulu.
(ringkikan kuda)
Dari mana semua ini berasal?
Bagaimana kita berevolusi dari sekumpulan kecil pengembara
pemburu dan pengumpul makanan yang hidup di bawah bintang-bintang
hingga berkembang membangun peradaban global?
Bagaimana kita bisa berubah dari yang dulu menjadi seperti ini?
Jawabannya tidak hanya satu.
Perubahan iklim, pengendalian api,
penemuan alat, bahasa, bidang pertanian
semua memainkan peran.
Mungkin ada penyebab lainnya juga.
Di Cina, lebih dari 2.000 tahun yang lalu,
seorang filsuf bernama Mo Tzu diceritakan telah mengamati
bahwa cahaya bisa digunakan untuk melukis gambar
di dalam ruang harta yang terkunci.
Ini adalah cara kerja dari kamera yang pertama...
kamera obscura,
bentuk dasar dari semua kamera pembentuk gambar,
termasuk kamera yang menyajikan tayangan ini padamu.
Dengan memanfaatkan keunikan dari cahaya ini
menghasilkan sesuatu yang bisa disebut sebagai film pertama.
Mo Tzu, sang ahli cahaya, bekerja melawan segala bentuk kegelapan.
Seorang ahli militer
yang hanya menggunakan bakatnya untuk mencegah kekerasan,
Ia terkenal bepergian dari satu kerajaan ke kerajaan lain yang saling berperang,
menggunakan strategi cerdik
untuk mengajak para raja-raja menghentikan perang.
Mo Tzu adalah salah satu dari orang yang memimpikan kasih sayang universal
dan untuk mengakhiri kemiskinan dan berbagai macam ketidakadilan;
yang dilakukan para pemimpin rakyat
dan untuk menentang kepatuhan buta terhadap
tata cara keagaman dan kekuasaan.
Dalam tulisannya, kamu dapat menemukan
langkah awal dari pendekatan ilmiah.
Pada zaman Mo Tzu hidup, bangsa Cina sudah mendokumentasikan
pemikiran mereka ke dalam buku-buku setidaknya sejak seribu tahun.
Tetap saja, pengetahuan kita tentang Mo Tzu sangat sedikit.
Ada banyak koleksi esai
terkait dengan Mo Tzu dan murid-muridnya.
Salah satunya berjudul "Melawan Takdir,"
yaitu tiga unsur pengujian untuk setiap doktrin yang diusulkan.
Pertanyakan dasarnya--
apakah bisa dibuktikan
dengan penglihatan dan akal sehat orang banyak--
pertanyakan bagaimana kebijakan itu diterapkan,
dan apakah kebijakan itu menguntungkan banyak orang.
(pintu terbuka, orang berteriak)
Mo Tzu sangatlah terkenal,
tapi beberapa ratus tahun setelah kematiannya,
Qin Shi Huang, kaisar pertama,
dan pemersatu Cina, mengambil alih kekuasaan.
Dia menguasai seluruh daerah dan menjadikannya sebuah bangsa
yang sekarang bernama...
Cina.
(pukulan)
Kebanyakan dari kita mengenal Kaisar Qin dari 7.000 pasukan
terracotta yang dibuat untuk menjaga makamnya.
Kaisar Qin berusaha
untuk menyatukan kerajaannya yang sangat luas itu,
dia mengambil langkah drastis
dengan membuat standar yang baku
Termasuk menentukan mata uang tunggal,
menyeragamkan semua standar berat dan pengukuran,
lebar gerobak dan jalan, dan juga cara tepat
bagaimana cara menulis bahasa Cina,
termasuk mengatur apa yang boleh kamu tulis dan kamu pikirkan.
Pemikiran dari Kaisar Qin-- yang satu-satunya diizinkan--
disebut "legalisme,"
yang persis seperti maknanya,
lakukanlah seperti hukum yang berlaku, atau tanggung sendiri akibatnya.
Itu adalah filosofi yang sangat tak kondusif
untuk meragukan pihak yang berkuasa.
(bahasa Cina)
PENGUMUMAN: ...seluruh buku dari berbagai perguruan
harus dibakar.. dan
siapa saja yang memakai sejarah untuk mengkritisi pemerintah yang berkuasa,
maka keluarganya harus dihukum mati.
(orang-orang kaget)
DEGRASSE TYSON: Karya-karya Mo Tzu dan Konfusius
dan para filsuf lain dimusnahkan
dalam pembakaran buku massal yang pertama di dunia.
Ratusan cendekiawan yang berusaha melawan
dengan mencoba untuk mempertahankan buku-buku yang dilarang itu
dikubur hidup-hidup di alun-alun kota.
Sains membutuhkan kebebasan berekspresi agar bisa berkembang.
Hal ini bergantung pada keberanian mempertanyakan penguasa,
kebebasan untuk saling bertukar pikiran.
Semangat keingintahuan dalam tulisan-tulisan Mo Tzu
dan murid-muridnya, telah diinjak-injak.
Akan menjadi ribuan tahun setelahnya untuk kisah berikutnya.
Untung saja, Kapal Imajinasi kita
dapat membawa kita ke mana saja dalam ruang... dan waktu.
Kebudayaan Tiongkok dan Yunani kuno mengamati
bahwa cahaya dapat diatur untuk melakukan hal-hal yang mengagumkan--
tapi tak ada yang menanyakan pertanyaan
yang suka ditanyakan oleh anak kecil dan jenius semacamnya..
"Mengapa?"
Hingga akhirnya, seribu tahun yang lalu...
Di kota Basra, Irak,
hidup seorang ahli cahaya yang lain.
Ibnu Haitham memiliki semangat untuk memahami alam.
Dia mempertanyakan segalanya,
terutama yang biasanya orang lain terima begitu saja.
"Bagaimanakah kita dapat melihat?" pertanyaannya.
Beberapa pemikir besar yang hidup sebelumnya
telah mengajarkan bahwa sinar keluar dari mata kita dan bergerak
menuju obyek yang kita lihat, sebelum akhirnya kembali ke mata kita.
Tapi Haitham beralasan bahwa bintang-bintang terlalu jauh
bagi sesuatu yang keluar dari mata kita untuk melakukan perjalanan menuju mereka
dan kembali lagi dalam satu kedipan mata.
Alasan yang sangat bagus, tapi Haitham tak berhenti di situ saja.
Dia mencari cara untuk mengetahui rahasia alam.
Budaya masyarakatnya terbuka bagi ide-ide baru dan berbagai pertanyaan.
Saat itu adalah masa kejayaan sains di dunia Islam.
Dunia yang membentang dari Kordoba, Spanyol
hingga ke Samarkand di Asia Tengah.
Para pelajar Kristen dan Yahudi adalah tamu terhormat
pada lembaga penelitian di Baghdad, Kairo,
dan kota-kota Islam lainnya.
Bukannya membakar buku, para pemimpin negara Islam malah mengirim utusan
ke seluruh dunia untuk mencari berbagai macam buku.
Para khalifah mendanai berbagai proyek untuk menerjemahkan, mempelajari,
dan melestarikan buku-buku itu untuk generasi mendatang.
Banyak ilmu pengetahuan dari zaman Yunani Kuno pasti akan
musnah secara permanen jika tanpa usaha-usaha mereka.
Kebangkitan penelitian sains yang berlangsung di Eropa,
ratusan tahun kemudian, terjadi karena semangat
yang telah lama dikobarkan
oleh para pelajar dan ilmuwan Islam.
Bangsa Arab juga menyumbang pemikirannya ke India hingga negara-negara barat
termasuk apa yang kita kenal dengan sebutan "Angka Arab"
yang kita semua gunakan saat ini,
dan konsep angka nol...
yang sangat berguna
ketika kamu ingin menulis "miliaran dan miliaran."
Astronomi Arab saat itu sangat berpengaruh,
sehingga kita masih menyebut sebagian besar bintang terang
dengan nama Arab mereka.
Dan menggunakan awalan "al" dalam aljabar, algoritma, alkimia, dan alkohol
adalah beberapa peninggalan yang tersisa
dari masa ketika bahasa Arab adalah bahasa yang dipakai untuk ilmu pengetahuan.
Pada abad ke-11, Ibnu Haitham mulai mencoba
untuk menguji gagasannya tentang cahaya dan bagaimana cara kita bisa melihat.
Jadi kita akan merancang percobaan untuk mengetahui bagaimana cahaya bergerak
Ia dirikan tenda di siang hari yang terik
dan menutupnya rapat-rapat sehingga hanya secercah sinar cahaya
yang dapat menembus ke dalam tenda itu.
Dengan kecerdasan otaknya,
sebatang kayu yang lurus-- penggaris--
Haitham melakukan lompatan besar
dalam sejarah ilmu pengetahuan.
Ia menemukan bahwa cahaya bergerak dalam garis lurus.
Tapi dia baru saja memulainya.
Haitham menemukan bahwa kunci untuk membentuk gambar--
baik pada mata maupun pada kamera obscura--
adalah lubang kecil untuk membatasi cahaya yang bisa masuk
ke dalam ruangan yang dibuat menjadi gelap.
Celah kecil itu membatasi kekacauan
sinar cahaya asing yang mengelilingi kita.
Semakin kecil celah tersebut,
semakin sedikit arah cahaya tersebut masuk.
Itu membuat gambar terbentuk lebih tajam.
Jadi bukannya dibutakan oleh cahaya,
kita justru bisa melihat karenanya.
Haitham membuat sendiri kamera obscura nya
dan membuat para Khalifah terpesona.
Kamera obscura bekerja optimal dalam cahaya yang terang.
Cahaya bintang di malam hari terlalu redup untuknya.
Terkadang kita memerlukan celah yang lebih besar untuk mengumpulkan cahaya,
akan tetapi kita juga harus mengatur fokusnya.
Sebuah teleskop mengumpulkan cahaya
dari setiap titik di dalam bidang pandangnya
melalui seluruh permukaan lensa atau cermin,
dengan bukaan yang jauh lebih besar daripada lubang kamera obscura.
Benda ini adalah salah satu dari teleskop pertama...
seperti yang digunakan oleh Galileo pada tahun 1609.
Dengan teleskop itu, ia bisa menyibak tirai hitam malam
dan mulai menemukan jagat raya.
Lensa memungkinkan teleskop
untuk memiliki bidang pengumpul cahaya yang lebih luas
daripada mata kita.
Ember besar bisa menampung banyak air hujan, daripada ember kecil.
Teleskop modern memiliki area pengumpul cahaya yang lebih luas,
dan sensor yang sangat sensitif,
dan mereka mengikuti objek yang sama selama berjam-jam lamanya
agar dapat mengumpulkan sebanyak mungkin cahaya.
Teleskop ruang angkasa seperti Hubble,
telah menangkap cahaya dari galaksi tertua dan terjauh,
memberi kita gambaran yang lebih jelas dari jagat raya.
Haitham menemukan bagaimana gambar dibentuk oleh cahaya,
tapi hal itu bukanlah prestasi terbesarnya.
Haitham adalah orang pertama
yang meletakkan aturan-aturan ilmu pengetahuan.
Dia menciptakan mekanisme pengkoreksi kesalahan,
sebuah cara yang sistematis dan tegas
untuk mengkoreksi kesalahpahaman dalam pemikiran kita.
Mencari kebenaran itu sangatlah sulit...
dan jalan untuk menemukan kebenaran sangatlah terjal
Sebagai pencari kebenaran,
sebaiknya kamu lebih bijak dalam menilai
dan jangan percaya begitu saja dengan tulisan-tulisan orang zaman dulu.
Kamu harus mempertanyakannya dan menguji tulisan-tulisan itu secara kritis
dari segala aspek.
Kamu harus percaya berdasarkan argumen dan percobaan
dan bukan karena ucapan orang lain.
Karena setiap manusia sangat rentan
pada semua jenis ketidaksempurnaan.
Sebagai pencari kebenaran,
kita juga harus mencurigai dan mempertanyakan
ide-ide kita sendiri ketika kita dalam penyelidikan
untuk menghindari terjatuh pada prasangka dan kecerobohan berpikir.
Tempuhlah cara ini, dan kebenaran akan terungkap padamu.
DEGRASSE TYSON: Ini adalah metode sains.
Begitu ampuh hingga ia membawa utusan robot kita
ke ujung tata surya dan semakin jauh.
Sains memperpanjang usia harapan hidup kita,
membuat dunia yang telah hilang pada masa lalu menjadi hidup kembali.
Sains memungkinkan kita untuk memprediksi kejadian
jauh di masa depan...
dan untuk dapat berkomunikasi antar sesama dengan kecepatan cahaya,
seperti aku dapat berkomunikasi padamu saat ini.
Cara berpikir ilmiah telah memberi kita kemampuan,
sampai-sampai Haitham sendiri dianggap sebagai ahli sihir.
Tapi dialah yang menempatkan kita pada jalan yang terjal dan tak berujung ini.
Dan sekarang ia telah membawa kita ke tempat
dimana bahkan cahaya sendiri diliputi oleh kegelapan.
Cahaya memiliki unsur yang berbeda dengan benda-benda lain
yang ada di sekitar manusia.
Contohnya kecepatan dari cahaya.
Partikel dasar dari cahaya, foton,
terlahir bergerak dengan kecepatan cahaya
ketika ia terbentuk dari atom atau molekul.
Sebuah foton tak mengenal kecepatan lain,
dan kita belum menemukan fenomena lain yang dapat berakselerasi
dari nol hingga kecepatan tertinggi dalam waktu sekejap.
Tidak ada benda lain yang bisa bergerak seperti itu.
Ketika kita mencoba untuk mempercepat partikel lain semakin
mendekati kecepatan cahaya, mereka akan semakin menolak
sehingga mereka menjadi semakin berat.
Belum ada satupun percobaan
yang berhasil membuat suatu partikel bergerak secepat cahaya.
(alunan not musik, satu oktaf)
Apa itu?
Kamu mendengar sesuatu?
Perasaanku saja? Oh, ya.
Aku tak tahu apapun di dunia ini yang berperilaku seperti cahaya
Aku tak bisa menemukan kesamaan sifatnya yang aneh
dengan apapun yang dirasakan oleh indraku.
Dorongan kita untuk mempercayai indra kita
mengalahkan apa yang diberitahu oleh alat pengukur kita
tentang sifat sebenarnya dari kenyataan.
Indra kita hanya optimal bagi
benda seukuran makhluk hidup yang bergerak dengan kecepatan mamalia,
tapi buruk untuk memahami keajaiban-keajaiban dari kecepatan cahaya.
Kita bahkan tidak tahu mengapa ada batas kecepatan kosmis.
Waktu seakan tidak berubah ketika kamu bergerak dalam kecepatan cahaya.
Apa sih sebenarnya cahaya itu?
Ketertarikan Isaac Newton pada cahaya
dimulai ketika ia masih kecil...
di dalam rumah ini.
Pada saat ia berusia 20, Newton menjadi orang pertama
yang memecahkan misteri dari pelangi.
Newton menemukan bahwa beberapa cahaya, atau cahaya putih,
adalah campuran dari semua warna pelangi.
Penemuan besar.
Dia menamai berbagai warna itu sebagai "spektrum"
yang berasal dari bahasa Latin yang berarti "hantu"
atau "penampakan."
(ketukan pintu, pintu terbuka)
Mohon maaf, Tuan Newton,
makan malam Anda sudah dingin, tuan.
DEGRASSE TYSON: Jangan, Isaac, jangan kau letakkan kaca pembesar itu!
Sesuatu yang lebih menakjubkan masih tersembunyi dalam cahaya--
Sebuah kode, kunci bagi jagat raya.
Isaac Newton tidak melewatkan banyak, tapi yang satu itu sangatlah indah.
Dia baru saja berjalan memasuki pintu masuk ke semesta yang tersembunyi;
Pintu yang takkan terbuka lagi hingga 150 tahun.
Pintu itu akan terbuka bagi ilmuwan lain,
pada tahun 1800,
yang menemukan bukti
dari dunia tak terlihat di sekeliling kita.
Pada malam hari, William Herschel mengamati langit
dengan teleskop yang besar pada masanya.
Pada siang hari, Herschel melakukan percobaan
berdasarkan karya Newton sebelumnya, diketahui bahwa sinar matahari
adalah perpaduan dari berbagai warna.
Dan semua orang tahu, di luar
sinar matahari membawa panas.
William Herschel berpikir apakah
warna cahaya yang berbeda akan membawa panas yang berbeda.
Sifat dari seorang jenius adalah mempertanyakan
hal-hal yang kita anggap sepele,
dan kemudian melakukan percobaan.
Termometer yang ditempatkan oleh Herschel diluar spektrum warna
adalah termometer yang akan dia amati.
Pengawasan dalam berbagai percobaan
selalu adalah pada faktor yang diuji.
Dengan begitu, kamu akan tahu, kalau yang kamu uji
adalah hal yang mempengaruhi langsung pada pengamatan itu.
Dalam percobaan Herschel,
hubungan antara
warna dan suhu sedang diuji,
jadi pengawasannya adalah pada termometer
yang diletakkan diatas lembaran putih
yang tidak terpapar sinar matahari langsung.
(alunan not musik, satu oktaf)
Suara itu lagi.
Apa itu?
Oke, cahaya merah lebih hangat daripada cahaya biru.
Penemuan menarik, tapi tidak terlalu revolusioner.
Tidak, tak ada yang salah dengan termometer Anda.
Anda baru saja menemukan jenis baru cahaya.
Herschel adalah yang pertama mendeteksi keberadaan yang tak terlihat ini
bersembunyi tepat di ujung batas spektrum merah
Sinar ini kemudian disebut "inframerah."
"Infra" adalah bahasa Latin untuk kata "di bawah."
Sinar ini tidak terlihat.
Mata kita tidak sensitif pada jenis cahaya ini,
tapi kulit kita ya-- kita merasakannya sebagai panas.
Dan ini adalah penemuan yang sangat besar.
Tapi rahasia yang jauh lebih besar masih tersembunyi
jauh di dalam cahaya.
DEGRASSE TYSON: Pada waktu yang sama ketika William Herschel
menemukan cahaya inframerah di ruang tamunya di Inggris,
Seorang anak muda bernama Joseph Fraunhofer
terjebak dalam pekerjaan yang membosankan.
Dia berdiri di atas satu tong berisi bahan kimia beracun
dan mengaduknya tanpa henti.
Joseph telah yatim piatu sejak usia 11 tahun
dan diserahkan pada seorang majikan kejam bernama Weichselberger,
Seorang pembuat cermin bagi kerajaan.
Dia melarang Joseph pergi ke sekolah.
Malah, Joseph dipekerjakan
di pabrik kaca pada siang hari,
dan menjadi pembantu rumah sang majikan pada malam hari
(petir menggelegar)
Cepatlah, bodoh!
Dan ingat, kau tidak boleh membaca.
(suara bantingan pintu)
DEGRASSE TYSON: Belum sempat Joseph beristirahat,
Rumah Weichselberger ambruk.
(Weichselberger merintih)
Maximilian, yang kemudian akan menjadi raja Bavaria,
bergegas ke tempat musibah
untuk melihat apa yang ia bisa bantu.
Maximilian dikenal karena kepeduliannya pada rakyat.
Yang merupakan hal yang sangat tidak biasa pada masa itu.
(warga kota bergumam)
Ketika menarik perhatian calon raja Bavaria,
Joseph Fraunhofer muda
menemukan celah ke alam semesta yang berbeda.
Dan bukan hanya untuk dirinya sendiri.
Pangeran Maximilian memberi Joseph uang
dan meminta anggota penasihatnya
untuk menyediakan bantuan bagi Joseph, jika ia memerlukannya.
Weichselberger melanjutkan eksploitasi terhadap Joseph
dan mencegah Joseph untuk bersekolah.
Tapi Dewan Penasihat Pangeran ikut campur tangan,
menawarkan Joseph sebuah pekerjaan di Optical Institute.
Perbuatan baik ini benar-benar terbayar.
Pada saat ia berumur 27,
Joseph Fraunhofer menjadi desainer terkemuka
lensa berkualitas tinggi,
teleskop dan instrumen optik lainnya.
Perusahaannya berlokasi disini, bangunan tua di Benediktbeuren Abbey.
Pada awal abad ke-19,
ini adalah teknologi rahasia yang sangat canggih,
Biarawan Benediktin sejak dahulu
telah mengambil sumpah untuk menjaga kerahasiaan.
Tradisi lokal ini,
dan kemampuan untuk membatasi akses
ke laboratorium Fraunhofer,
memungkinkan dia untuk mengontrol pengawasan
terhadap perdagangan dan rahasia negara.
Fraunhofer sedang bereksperimen dengan prisma
untuk menemukan jenis kaca terbaik untuk lensa yang akurat.
Bagaimana, dia penasaran agar bisa mendapatkan tampilan lebih baik
pada spektrum yang dihasilkan oleh prisma.
Friedrich, tolong ambilkan teodolit itu.
Baiklah, sementara Fraunhofer sedang mengatur teodolitnya--
semacam teleskop--
Aku ingin memperlihatkanmu sesuatu di bagian lain dari biara.
Gelombang suara sangatlah indah untuk didengar.
Bayangkan betapa indah mereka jika dilihat.
Pernahkah kamu heran mengapa pipa organ memiliki panjang berbeda?
Aku menekan tombol ini...
(not tinggi dimainkan)
ia mengirimkan udara terkompresi
ke dalam pipa tertentu,
dan menghasilkan gelombang suara.
Jika kita bisa memperlambat gelombang suara beberapa ratus kali,
mereka akan terlihat seperti ini.
(not dimainkan)
Panjang pipanya
menentukan panjang gelombang suara
yang dapat ditampung di dalamnya.
Pipa pendek memberikanmu gelombang suara pendek.
(nada tinggi)
Gelombang suara yang pendek memiliki nada tinggi, atau frekuensi tinggi.
Mari kita hentikan gelombangnya supaya jelas.
(nada rendah)
Jarak antara gelombang yang berdekatan
disebut panjang gelombang.
Sebuah pipa panjang memberimu gelombang suara panjang pula.
dengan nada rendah, atau frekuensi rendah.
(melodi klasik)
(berdehem)
(berhenti bermain)
(memainkan "Fortuna" dari "Carmina Burana)
♪ ♪
(berhenti bermain)
Naskah musik dari abad pertengahan ini, "Carmina Burana,"
ditemukan di dalam biara ini.
Gelombang suara tak dapat bergerak di ruang hampa.
Mereka membutuhkan materi untuk mengalir,
seperti molekul udara, atau air, atau batuan.
Tapi gelombang cahaya terbang sendirian.
Mereka dapat bergerak dalam ruang hampa.
Dan sangat cepat--
Sejuta kali lebih cepat daripada gelombang suara di udara.
Dan panjang gelombang cahaya yang kita lihat
jauh lebih pendek daripada gelombang suara.
Sekitar 50.000 gelombang cahaya
akan muat di dalam sini.
Oh, ya.
Fraunhofer.
Tepat pada waktunya.
Kita tidak melewatkannya.
Seperti panjang gelombang suara
menentukan nada yang kita dengar,
panjang gelombang cahaya
menentukan warna yang kita lihat.
Tapi bagaimana prisma bisa mengurai warna
yang tersembunyi di dalam seberkas sinar matahari?
Saat cahaya bergerak di udara atau ruang,
semua warnanya bergerak pada kecepatan yang sama.
Tapi ketika sinar mengenai kaca pada suatu sudut,
cahaya akan melambat dan berubah arah.
Di dalam prisma,
masing-masing warna bergerak pada kecepatan yang berbeda.
Dalam kaca, cahaya ungu,
yang dibawa oleh gelombang terpendek yang kita lihat,
bergerak lamban daripada cahaya merah,
yang memiliki gelombang terpanjang.
Perubahan kecepatan ini
mengurai warna-warnanya terpisah
dan mengirimkan gelombangnya
ke arah yang sedikit berbeda.
Begitulah cara prisma bekerja.
Kalau aku kelihatan emosional,
itu karena Joseph Fraunhofer melakukan
apa yang sebenarnya bisa dilakukan oleh Isaac Newton, tapi tidak dilakukannya.
Dan hal itu akan berpengaruh
pada arah perjalanan hidupku.
Kamu sedang menyaksikan perkawinan
antara fisika dan astronomi,
kelahiran bidang ilmuku sendiri,
astrofisika.
Ditulis dalam cahaya,
di garis hitam vertikal tersebut...
adalah kode rahasia.
Fraunhofer memandangi mereka, dan keheranan...
Mengapa?
DEGRASSE TYSON: Sebuah kode yang datang kepada kita
dari alam semesta yang asing.
DEGRASSE TYSON: Apa pesan yang
tertulis dalam garis-garis vertikal gelap ini?
Butuh seratus tahun untuk memikirkan,
mempertanyakan, mencari dan memecahkannya.
Indah, bukan?
Mengapa?
Ada berbagai lapisan dalam struktur keindahan
kimia bumi dan atmosfernya...
Evolusi kehidupan...
Banyak benang yang berbeda.
Mari kita uraikan satu saja, yang ada di permukaan...
warna alam yang membuat kita terpesona.
Apa yang sebenarnya terjadi?
Bagaimana dengan merah, biru...
warna-warni yang menakjubkan dari alam...
Bagaimana hal ini bisa terjadi?
Gelombang cahaya dengan berbagai panjang dari matahari
menghampiri Bumi.
Kelopak bunga ini
menyerap semua energi rendah,
yaitu gelombang cahaya merah yang panjang.
Tapi kelopak memantulkan
yang pendek, yaitu gelombang biru yang berenergi tinggi.
Interaksi antara cahaya dan kelopak bunga ini--
atau air, atau lukisan Van Gogh--
adalah apa yang membuatnya biru.
Gelombang terpanjang,
yang kita lihat sebagai merah,
memiliki energi terendah.
Warna adalah cara mata kita menerima
seberapa besar energi gelombang cahaya.
Matahari terbenam...
bendera...
mata orang yang kamu cintai..
mobil baru yang mengkilap itu.
Perasaan yang dipancarkan mereka
terjadi ketika sesuatu dalam dirimu
terpicu oleh variasi tertentu
dalam frekuensi dan energi dari gelombang cahaya.
Dan pesan rahasia?
Garis-garis vertikal hitam itu
yang ada di dalam spektrum Fraunhofer?
Apa yang membentuk mereka?
Mereka terbentuk ketika gelombang cahaya
dari warna-warna tertentu sedang diserap.
Ini terjadi pada tingkat lain realitas,
yang jauh lebih kecil dari dunia sehari hari kita.
Untuk masuk ke sana, kita harus memperkecil diri kita
10 miliar kali dari ukuran normal.
Kita bisa memilih salah satu dari atom-atom ini.
Tapi mari kita pilih atom hidrogen.
Atom hidrogen adalah jenis yang paling berlimpah
dari atom dalam jagat raya.
Dan merupakan atom yang paling sederhana.
Ia hanya memiliki satu elektron.
Dan hanya satu proton.
Kita telah memasuki dunia kuantum.
Dunia ini tidak sama
dengan pengalaman biasa manusia.
Akal sehat sama sekali tak membantu disini.
Ambil elektron atom hidrogen, misalnya.
Dalam sebuah atom, elektron
tidak ada dalam orbit.
Elektron menghilang dari satu orbital
dan muncul kembali di tempat lain.
Seperti ketika kamu naik elevator dari lantai 2.
ke lantai 4, kemudian menghilang di antara lantai-lantai tersebut.
Dan satu hal lagi.
'Elevator'-nya quantum hanya berhenti di lantai tertentu.
Ukuran orbit elektron sangat lah terbatas,
dan berbeda dari atom-atom berbagai unsur.
Itulah mengapa setiap unsur berbeda.
Sifat kimia setiap unsur ditentukan
oleh orbit elektronnya.
Kekuatan yang menahan sebuah elektron dalam orbitnya
tidak berhubungan dengan gravitasi.
Ini adalah gaya tarik-menarik listrik.
Elektron bergerak dalam cincin bergelombang
di sekeliling inti pusat atom hidrogen.
Dan membuat lompatan kuantum dari orbit ke orbit.
ke atas atau ke bawah.
Semakin besar orbitnya,
semakin besar energi elektron.
Elektron membutuhkan energi
untuk melompat ke orbit yang lebih besar.
Dan harus melepas energi untuk melompat ke orbit yang lebih kecil.
Setiap lompatan ke atas disebabkan oleh...
sebuah atom yang menyerap gelombang cahaya.
Tapi kita tak tahu apa penyebab lompatan ke bawah.
Yang kita tahu bahwa lompatan itu selalu menghasilkan gelombang cahaya
yang warnanya sesuai dengan perbedaan energidi antara orbit.
Permukaan Matahari memancarkan gelombang cahaya dari semua warna.
Jika kamu melihat sinar matahari melalui sebuah prisma,
kamu akan melihat spektrum cahaya tersebut.
Ketika kamu memperbesar spektrumnya dengan teleskop,
seperti yang dilakukan Joseph Fraunhofer,
kamu akan meningkatkan
gerakan elektron dalam atom.
Ketika energi elektron terlepas,
dan elektron itu jatuh ke orbit yang lebih rendah,
gelombang cahaya yang dipancarkannya berhamburan.
Sebagian besar tidak akan mencapai kita.
Inilah yang meninggalkan celah gelap
atau garis vertikal hitam dalam spektrum.
Garis-garis gelap ini adalah bayangan
yang dilemparkan oleh atom hidrogen
di atmosfer Matahari.
Atom Sodium membentuk bayangan yang berbeda.
Elektron mereka bergerak dengan irama yang berbeda.
Sebutir garam dapur terdiri
dari atom-atom natrium dan klor.
Sepuluh juta miliar atom tersebut
menari-nari
dalam sebutir garam.
Dan sebuah atom tunggal dari unsur besi dengan 26 elektron
seperti satu rombongan produksi besar-besaran
dalam sebuah drama musikal Broadway.
Ketika kamu melihat sebuah bintang dengan spektroskop,
kamu akan melihat garis-garis gelap dari semua elemen
dalam atmosfernya.
Tunjukkan padaku spektrum apapun,
baik yang ada di Bumi ataupun dari bintang yang jauh,
dan aku akan memberitahumu ia terbuat dari apa.
Garis Fraunhofer adalah tanda tangan atom
dari unsur-unsur yang ditulis dengan besar di seluruh jagat raya.
Seperti tiap pengungkapan besar lainnya
dalam sejarah sains, penemuan itu akan membuka jalan
menuju misteri baru yang lebih dalam.
Dan untuk mengungkapkan bahwa ada
lebih banyak lagi rahasia tersembunyi dalam cahaya.
Ketika Joseph Fraunhofer mengkombinasikan prisma dengan teleskop
dan mengarahkannya ke langit,
ia membawa bintang-bintang lebih dekat dengan kita.
Ketika ia baru berumur 39,
Joseph menderita penyakit yang mematikan.
Mungkin karena paparan jangka panjang
dari bahan kimia beracun di pabrik pembuatan kaca.
Kita tak pernah tahu dari mana para jenius berikutnya akan datang.
Berapa banyak dari mereka yang kita abaikan?
Pangeran dan kerajaannya telah diperkaya
dengan menolong seorang yatim piatu miskin.
Penemuan Fraunhofer mengubah Bavaria
dari desa terpencil, menjadi pusat pengembangan teknologi.
Ketika ia terbaring sekarat, pemerintah mati-matian
melestarikan ilmunya yang berharga
tentang teknologi canggih kaca optik.
Tapi ilmu ini hanya bisa diberitahukan pada seseorang
dengan jaminan keamanan yang tinggi--
direktur pencetakan uang logam.
(hening)
Pemerintah terus menyimpan teknologi Fraunhofer
untuk membuat kaca optik yang sempurna,
sebagai rahasia negara selama seratus tahun berikutnya.
Ini mungkin menjadi kendala utama
bagi seseorang yang akan kita temui dalam perjalanan kita nanti.
Mungkin Fraunhofer takkan mengizinkan kerahasiaan seperti itu
karena riset ilmiah murni adalah kepeduliannya.
Dia tahu bahwa ilmu pengetahuan perlu keterbukaan agar dapat berkembang;
Bahwa pengetahuan kita tentang alam adalah milik seluruh dunia.
Segera setelah Fraunhofer menemukan garis spektrum,
ia mempublikasikan segala hal yang ia ketahui tentangnya.
Dan gaung dari penemuan pentingnya ini
masih terasa hingga kini.
Garis spektrumnya mengungkapkan bahwa jagat raya yang terlihat
seluruhnya terbuat dari unsur yang sama.
Planet-planet...
Bintang-bintang...
Galaksi-galaksi...
Diri kita sendiri, dan seluruh kehidupan...
adalah sama-sama dari unsur bintang.
Joseph membuat kita mengetahui
apa yang ada dalam atmosfer daridunia lainnya.
Dan di dalam galaksi yang berjarak jutaan tahun cahaya.
Garis spektral mengungkapkan tak hanya komposisi
dari benda-benda yang jauh
tetapi juga bagaimana mereka bergerak mendekat atau menjauh dari kita.
Dengannya, kita bisa mengetahui bahwa alam semesta berkembang.
Tapi mungkin penemuan terbesar dari spektroskop
adalah penemuan benda yang tak terlihat.
Dunia tersembunyi dari materi gelap.
Enam kali lebih besar dari jagat raya yang kita kenal.
Ia terbuat dari beberapa substansi misterius
yang tidak memancarkan, memantulkan atau menyerap jenis cahaya apapun.
Kita hanya tahu keberadaannya karena gravitasinya,
menarik semua yang ada di dalam galaksi
dan mempercepat bintang-bintang yang ada dalamnya.
Ada lebih banyak cahaya daripada yang bisa dilihat oleh mata kita.
Keterbatasan persepsi kita terhadap alam hanya pada cahaya yang tampak
adalah seperti mendengarkan musik hanya dalam satu oktaf.
(not musik dimainkan, satu oktaf)
Ada lebih banyak lagi.
Perbedaannya hanya dalam panjang gelombang,
tetapi dalam rentang yang lebih besar.
Misalnya, cahaya inframerah...
(not musik dimainkan dalam oktaf yang lebih tinggi)
cahaya yang ditemukan oleh William Herschel
Atau cahaya sinar-X.
(not musik dimainkan, masih dalam oktaf tinggi)
Atau cahaya radio.
(not musik dimainkan, dalam oktaf yang lebih rendah)
Atau cahaya sinar gama.
(not musik dimainkan dalam oktaf tertinggi yang dapat didengar manusia)
Ini bukan hanya cara yang berbeda dalam melihat satu hal yang sama.
Cahaya-cahaya jenis lain ini
mengungkap objek dan fenomena yang berbeda dalam jagat raya.
Dalam cahaya sinar gama, misalnya, kita dapat melihat ledakan misterius
di galaksi yang sangat jauh yang mungkin saja tidak kita ketahui.
Dan dalam cahaya microwave, kita bisa melihat masa lampau
dari kelahiran alam semesta.
Kita hanya perlu membuka mata kita.
(berbagai oktaf dimainkan dalam "Rhapsody in Blue" George Gershwin)
=== Diterjemahkan oleh: Zakwan Oebit