Dalam catatan blog ini, kami akan memperkenalkan kaedah mengukur jarak menggunakan kitaran kecerahan bintang dan kaitannya dengan pengembangan alam semesta.
Pada awal abad ke-20, ahli astronomi Amerika Slipher menemui fenomena "anjakan merah" semasa mengkaji spektrum bintang dalam galaksi luar. Anjakan merah merujuk kepada anjakan garis serapan dalam cahaya bintang dari galaksi luar ke arah hujung merah spektrum. Garis serapan ialah garis hitam yang muncul dalam spektrum cahaya bintang. Garis-garis ini muncul apabila cahaya bintang melalui atmosfera bintang dan panjang gelombang cahaya tertentu diserap oleh unsur-unsur di atmosfera. Oleh itu, jika jenis garis serapan adalah sama, bermakna unsur-unsur yang sama terdapat di atmosfera bintang tersebut.
Penemuan Slyper menyebabkan kegemparan hebat dalam komuniti astronomi pada masa itu. Awal abad ke-20 adalah tempoh penyelidikan astronomi yang sengit, dengan ramai ahli astronomi meneroka fenomena dan teori kosmik baharu. Penyelidikan Slyper memainkan peranan penting dalam trend ini, dan penemuannya menjadi titik perubahan ke arah penyelidikan astronomi. Fenomena anjakan merah memberikan petunjuk utama untuk memahami struktur dan evolusi alam semesta.
Mengapakah fenomena anjakan merah muncul dalam spektrum cahaya bintang dari galaksi luar? Dalam cahaya yang boleh dilihat, semakin pendek panjang gelombang cahaya bintang, semakin biru ia kelihatan, dan semakin panjang gelombang, semakin merah ia kelihatan. Cahaya yang bergerak menjauhi kita mempunyai panjang gelombang yang lebih panjang. Oleh itu, apabila bintang bergerak menjauhi titik cerapan Bumi, panjang gelombang cahaya yang datang dari bintang itu menjadi lebih panjang, menyebabkan garisan serapan dalam spektrum cahaya bintang beralih ke arah hujung merah spektrum. Fenomena ini adalah contoh kesan Doppler, dan prinsip yang sama digunakan untuk gelombang bunyi. Sama seperti bunyi dari sumber yang jauh menjadi lebih rendah dalam pic, panjang gelombang cahaya dari sumber yang jauh menjadi lebih panjang, menyebabkan ia beralih ke arah hujung merah spektrum.
Fenomena yang ditemui oleh Slipher ini adalah bukti bahawa galaksi sedang bergerak menjauhi Bumi. Hubble kemudian mengkaji 24 galaksi untuk mengesahkan penemuan Slipher. Berdasarkan fakta bahawa anjakan merah lebih besar untuk galaksi yang lebih jauh, Hubble mengesahkan bahawa galaksi jauh bergerak menjauh pada kelajuan yang lebih pantas. Dia juga membuktikan bahawa semua galaksi bergerak menjauhi satu sama lain, membuktikan bahawa alam semesta berkembang. Penemuan ini membentuk asas kosmologi moden dan menyumbang kepada pemahaman yang lebih mendalam tentang pengembangan alam semesta.
Pengembangan alam semesta juga boleh dibuktikan dengan mengukur jarak ke bintang. Bintang pembolehubah berdenyut sering digunakan untuk mengukur jarak. Bintang boleh ubah berdenyut ialah bintang yang struktur dalamannya tidak stabil, menyebabkan bintang itu mengembang dan mengecut secara berkala. Apabila bintang mengembang, ia menjadi lebih terang, dan apabila ia mengecut, ia menjadi lebih malap, jadi kecerahan bintang berubah-ubah berdenyut secara berkala meningkat dan berkurangan.
Pembolehubah Cepheid, sejenis bintang pembolehubah berdenyut, mempunyai hubungan berkadar malar antara tempoh perubahan kecerahan dan kecerahan sebenar mereka. Bintang dengan tempoh perubahan kecerahan yang lama sebenarnya lebih cerah, manakala bintang dengan tempoh yang singkat sebenarnya lebih malap. Oleh itu, jika terdapat dua pembolehubah Cepheid dengan tempoh perubahan kecerahan yang sama, kecerahan sebenar kedua-dua bintang ini adalah sama. Jika salah satu daripada dua bintang pembolehubah Cepheid dengan kecerahan sebenar yang sama kelihatan lebih gelap, bintang itu lebih jauh daripada pemerhati. Oleh kerana kecerahan cahaya adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak ke bintang, bintang pembolehubah Cepheid yang kelihatan lebih gelap suku tetapi mempunyai kitaran kecerahan yang sama adalah dua kali lebih jauh.
Penyelidik telah mengumpul hasil pengukuran jarak ke bintang menggunakan kaedah ini. Dengan menggunakan keputusan ini, kami boleh mengesahkan bahawa galaksi jauh semakin menjauh dengan lebih pantas. Hubungan antara ukuran jarak dan anjakan merah ini membolehkan kita mengukur kadar pengembangan alam semesta dan menganggarkan umur dan saiznya. Proses ini telah menjadi bidang penyelidikan yang penting dalam astronomi dan kosmologi moden, dan terus membawa kepada penemuan baharu dan perkembangan teori.
Di samping itu, fenomena anjakan merah dianggap sebagai salah satu bukti penting untuk teori Big Bang, serta pengembangan alam semesta. Menurut teori Big Bang, alam semesta meletup dari satu titik kira-kira 13.8 bilion tahun yang lalu dan telah berkembang sejak itu. Penyelidikan Slyper dan Hubble menyediakan bukti pemerhatian untuk menyokong teori Big Bang dan meletakkan asas untuk pembangunan astronomi moden. Hari ini, ramai ahli astronomi masih mengkaji pengembangan alam semesta dan anjakan merah dalam usaha untuk membuka kunci rahsia alam semesta.
Di samping itu, kajian baru-baru ini menunjukkan bahawa pengembangan alam semesta semakin pesat dari semasa ke semasa. Ini dianggap disebabkan oleh sumber tenaga yang tidak diketahui yang dipanggil tenaga gelap, yang membuka paradigma baru dalam kosmologi. Tenaga gelap dianggarkan menyumbang kira-kira 68% daripada ketumpatan tenaga alam semesta, tetapi sifat sebenarnya masih tidak diketahui. Penyelidikan sedemikian memperdalam pemahaman kita tentang alam semesta dan dijangka membawa kepada lebih banyak penemuan menarik pada masa hadapan.
