Jika Tersesat di Alam Semesta, Bagaimana Cara Kembali ke Bumi?

Mungkin kamu pernah membayangkan, suatu ketika kamu tersesat jauh di luar angkasa, jauh dari bumi dan tata surya. Semuanya terlihat sama, kamu tidak bisa membedakan mana yang galaksi atau mana yang bintang. Dari bintang-bintang tersebut kamu juga sulit menentukan mana yang merupakan matahari. Di tengah kebingungan itu, entah dari mana datang seorang alien dengan pesawat luar angkasanya, berbaik hati menawarkan tumpangan untuk kembali ke bumi.

gambar 'Hubble Ultra Deep Field", berisi 10.000 galaksi di jarak terjauh alam semesta (kredit: NASA)

Kamu mencoba menjelaskan kepada alien tersebut bahwa kamu berasal dari bumi. Kamu menjabarkan bumi dan matahari dengan deskripsi yang kamu ingat. Bumi adalah planet biru dengan lautan, berjarak 1 AU dari bintangnya. Kemudian kamu juga menjelaskan bahwa matahari adalah bintang kelas G yang dikelilingi oleh delapan planet, sekaligus mengelilingi pusat galaksi Bimasakti. Alien itu bingung, karena semua bintang terlihat sama, dan hampir semuanya punya planet, bagaimana cara mengetahui satu yang bumi?

Alam semesta terlihat sama dari segala arah

Alam semesta memang terbentuk agar kita mudah tersesat. Stephen Hawking dalam bukunya A Brief History of Time pernah berkata “Alam semesta ini terlihat sama darimana pun kamu melihatnya.” Tidak ada bagian yang menonjol di alam semesta ini, dan hampir semuanya bersifat identik dan tidak spesial.

Di mana pun kita berdiri di alam semesta, pemandangan alam langitnya relatif sama. Artinya, semua galaksi hampir menyerupai bimasakti, dan hampir semua bintang menyerupai matahari. Ketika tidak ada keunikan khusus, deskripsi lengkap tentang matahari kita pun menjadi tidak relevan, “Bintang di planetku juga seperti itu,” kata alien tersebut.

Sebenarnya ada satu solusi untuk bernavigasi di tengah kekosongan alam semesta, dan ini pernah digunakan NASA untuk menunjukkan posisi tata surya melalui pesan yang menempel di Voyager. Pesan ini memang secara sengaja tertuju untuk alien.

NASA menggunakan pulsar map atau peta pulsar untuk menunjukan di mana matahari, jika suatu saat ada alien yang menemukannya. Pertama kita bahas dulu apa itu pulsar.

Pulsar, bintang mati yang menjadi mercusuar

Dilansir dari Space.com, pulsar adalah objek luar angkasa yang sangat kecil (seukuran kota besar), tapi bisa memiliki massa melebihi matahari. Pulsar sendiri merupakan akronim dari pulsating star, atau bintang yang berdenyut.

Denyutannya berasal dari kedipan sinyal radio yang dihasilkannya. Di tengah kegelapan alam semesta, pulsar berperan layaknya mercusuar di tengah kegelapan laut di malam hari. Jika mata kita bisa melihat spektrum radio, dan cukup sensitif, maka kita akan bisa melihat ada objek di malam hari yang mengedip-ngedip dengan cepat.

Salah satu pulsar yang terkenal ada di tengah-tengah Nebula Kepiting. Pulsar ini hanya memiliki diameter sekitar 30 kilometer, dan 'berdenyut' sekitar 30.2 kali per detik.

Nebula Kepiting hasil tangkapan teleskop Hubble (kredit: NASA)

Meskipun namanya bintang berdenyut, penggunaan kata bintang sendiri sebenarnya kurang tepat karena pulsar bukanlah bintang. Lebih tepatnya, pulsar adalah bangkai bintang yang terbentuk setelah bintang mengakhiri hidupnya dengan supernova.

Ada sesuatu yang spesial dari pulsar ini. Setiap pulsar bersifat unik, ada properti yang memungkinkan kita agar dapat membedakan pulsar satu dengan yang lainnya. Ciri khas (signature) ini terdapat pada frekuensi rotasi pulsar. Dilansir Space.com, frekuensi rotasi pulsar berkisar dari nol koma sekian detik, sampai ratusan putaran per detik, dan tidak ada pulsar yang memiliki frekuensi yang sama.

Ibarat tersesat di tengah kota, kamu bisa menganggap pulsar ini seperti “gedung lantai 20 ini berada 200 meter di utara, sementara perempatan hanya 50 meter di barat”. Penanda atau referensi, apa pun istilahnya yang bisa digunakan sebagai acuan arah, dan sifatnya dapat digunakan oleh banyak orang yang datang dari segala arah.

Peta Pulsar di Piringan Emas Voyager: denah untuk alien

Pulsar sebagai navigasi antar bintang bukanlah hal baru. NASA sudah menggunakannya hampir setengah abad yang lalu di wahana Voyager dan Pioneer. Harapnya, ketika alien cerdas menemukan satelit-satelit misi tersebut di entah berantah luar angkasa, alien tahu bahwa bumi adalah pengirimnya, sekaligus tahu bumi ada di mana.

Piring rekaman emas Voyager (kredit: NASA/JPL)

Kita bahas dulu tentang pesan NASA di Voyager. Saat ini, Voyager 1 dan Voyager 2 adalah benda buatan manusia terjauh dari bumi. Voyager 2 sudah berjarak lebih dari 22 miliar km dari bumi dan sudah sejak lama memasuki ruang antarbintang.

Di badan Voyager terdapat piringan emas fonograf (disebut Voyager Golden Record). Di mana di dalamnya ada rekaman gambar dan musik yang NASA ingin alien lihat. Pada sampul piringan tersebut, ada motif garis-garis seperti kembang api yang ikonik. Gambar disebut peta pulsar. Sederhananya, gambar itu adalah denah agar alien bisa menemukan kita di antara bintang-bintang bimasakti. Menakutkan atau menarik?

Ketika suatu saat alien cerdas menemukan Voyager, peneliti mengharapkan alien akan menerima pesan manusia dan mengetahui darimana itu berasal. Peneliti yakin alien dengan teknologi dan pengetahuan luar angkasa dapat memahami cara baca denah pulsar tersebut. Salah satu pencetus ide ini adalah astronom dan penulis terkenal, Carl Sagan.

Cara membaca Peta Pulsar

Peta pulsar di Voyager ini menunjukkan posisi relatif matahari dengan 14 pulsar terdekat. Pulsar-pulsar ini dapat diidentifikasi berdasarkan berdasarkan frekuensi masing-masing. Lalu bagaimana cara membacanya?

Keterangan Peta Pulsar di Piringan Emas Voyager (gambar original: NASA)

Ketika kita membaca sebuah peta, kita setidaknya harus tahu arah utara, beberapa objek menonjol, dan tahu posisi kita berdiri. Dalam hal peta pulsar, ‘objek menonjol’ di sini adalah pulsar itu sendiri. Gambar di piringan Voyager tersebut membawa informasi berupa frekuensi pulsar, jarak relatif ke matahari, jarak matahari ke pusat galaksi, dan jarak pulsar ke ‘bidang datar galaksi’ (galactic plane).

Pulsar Based Navigation: GPS tapi untuk menjelajah galaksi

Jika manusia sudah memasuki teknologi yang memungkinkan perjalanan antarbintang layaknya warp drive di Star Trek, bagaimana caranya manusia bernavigasi layaknya menggunakan GPS di bumi? Sebenarnya masih sama. Konsep peta navigasi peta pulsar untuk menjelajah luar angkasa sudah dikembangkan peneliti lebih lanjut. Sistem navigasi ini bernama x-ray pulsar based navigation or timing (XNAV) atau sederhananya navigasi pulsar.

Peta pulsar versi spektrum sinar-x hasil deteksi instrumen NICER yang terpasang di ISS (kredit: NASA)

XNAV ini akan membantu manusia nantinya ketika kita sudah mulai menjelajah planet luar tata surya. Dengan mengandalkan pulsar yang dapat diidentifikasi, kemudian dicocokkan dengan data frekuensi dan posisi sesuai yang ada di katalog, pesawat luar angkasa dapat mengestimasi posisinya. Mungkin kamu sedikit bingung, di atas disebut bahwa pulsar menghasilkan radio, tapi sekarang kenapa tiba-tiba ada sinar-x?

Pulsar tidak hanya menghasilkan sinyal radio, tapi juga sinar-x, bahkan gamma. Masing-masing spektrum ini memiliki kegunaan berbeda untuk peneliti. Keunggulannya jika menggunakan sinar-x untuk bernavigasi ialah alat detektor yang dibutuhkan lebih kecil dari yang harus digunakan untuk mendeteksi sinyal radio.

Pulsar selain menjadi primadona untuk navigasi manusia di alam semesta, juga menjadi objek bagi peneliti untuk mengetahui bagaimana fisika di objek padat (selain lubang hitam) bekerja. Pulsar, sebagai salah satu bentuk bintang neutron, juga bertanggung jawab atas keberadaan logam berat termasuk emas di alam semesta. Pulsar sukses menjadi objek menarik sekaligus penting di alam semesta.

Jadi jika suatu saat kamu tersesat di luar angkasa, tunjukkan saja peta pulsar Voyager kepada alien yang memberi tumpangan. Bagusnya, walau alien tidak mengerti bahasa manusia, masih ada kemungkinan alien paham gambar denah peta pulsar yang kamu tunjukkan.