Buku Astrofisika Untuk Orang Sibuk

 

Pada 1916 Einstein keberadaan zat matter dan energi melengkungkan ruang waktu dan sekelilingnya. Pada 1920, mekanika kuantun ditemukan menyediakan penjelasan modern untuk segala hal yang kecil molekul, atom dan zarah. Ahli fisika Max Planck, namanya dipakai untuk jumlah luar biasa kecil, mengajukan gagasan energi dalam kuantum pada 1990

Semua konsentrasi energi dan gaya memecah menjadu gaya elektrolemah dan gaya inti kuat, menjadu elektromagnetik gaya inti lemah sehingga terdapat 4 gaya dasar: gaya lemah mengendalikan peluruhan radioaktif, gaya kuat mempersatukan inti antom, gaya elektromagnetik mengikat molekul, gaya menarik zat berjumlah besar

Satu per setriliun detik sudah berlalu sejak permulaan. Interaksi zat berwujud zarah subatomik dan energi berwujud foton (wadah energi cahaya tanpa massa yang serupa gelombang sekaligus zarah) terjadi tak henti. Alam semesta cukup panas sehingga foton secara spontan mengubah energi menajdi pasangan zarah zat anti zat yang sesudahnya langsung saling meniadakan,  mengembalikan energi ke foton. Anti zat (antimeter) nyata. Perubahan dijabarkan oleh persamaan paling terkenal dari Einstein (E=me2, jumlah zat yang setara dengan energi dan jumlah energi yang setara dengan zat). C2 adalah kecepatan cahaya pangkat dua. Angka besar yang dikalikan massa pertunjukan kepada sebanyak apa energi yang didapat dari perubahan

 

Alam semesta merupakan sup mendidih berisi kuark, lepton, dan pasangan anti zat, boson, zarah yang merupakan interaksi. Zarah tidak bisa dibelah lagi walaupun masing punya berbagai variasi.  Foton biasa termasuk kelompok boson. Lepton yang dikenal elektron dan neutrino. Tidak ada kuark yang terkenal. Keenam versi diberi nama abstrak yang tak punya fungsi filologis. Filologis/ pedagosis untuk membedakan up dan down, stranged dan charmed, top dan bottom

 

Bosson dinamai berdasarkan nama ilmuwan India Satyendra Nath Bose. Lepton berasal dari kata Yunani leptos, berarti kecil/ringan. Kuark punya asal usul sastrawi dan imajinatif. Ahli fisika Murray Gell Mann, pada 1964 menganggas keberadaan kuark sebagai penyusun neutron dan proton, kuark punya 3 anggota, mendapat nama dari satu baris yang sukar di mengerti di novel Finnegans Wake karya James Joyce:” There quarks for Muster Mark) semua kuark bernama sederhana, tampaknya sukar dilakukan ahli kimia, biologi, dan geologi ketika memberi istilah untuk barang dibidangnya

 

Proton yang bermuatan listrik +1, dan eletron dengan muatan listrik -1, kuark bermuatan pecahan tiga. Kuark akan menarik kuark lain didekatnya, jika dipisahkan karet gelang putus dan energi yang tersimpan menggunakan E=mc2 untuk menciptakan kuark baru disetiap ujung.

 

Selama era lepton kuark, alam semesta cukup rapat sehingga rata pemisahan diantara kuark tak terikat melebihi pemisahan diantara kuark terikat. Kuark dilaporkan pertama kali pada 2002 oleh satu tim ahli fisika Brookhaven National Laboratories Long Islang, NY

 

Pemisahan gaya, memberikan asimetri kepada alam semesta, ketika zarah zat melebihi zarah antizat, satu milir dibanding satu miliar. Perbedaan kecil tak diperhatikan ditengah penciptaan, pemusnahan, dan penciptaan kembali terus menerus kuark dan antikuark, elektron dan anti elektron (positron), serta neutrino dan antineutrino.  Kuark tidak punya kesempatan menemukan pasangan untuk saling memusnahkan, begitu pula semua yang lain

 

Hal itu tak berlangsung lama, selagi jagat raya terus mengembang dan mendingin, tumbuh membesar melebihi ukuran tata surya, suhu menurun dengan cepat dibawah satu triliun derajat Kelvin

 

Satu per sejuta detik telah berlalu sejak permulaan

 

Alam semesta suam – suam kuku tak lagi cukup panas/ tepat untuk memasak kuark, sehingga mendapatkan pasangan menari, menciptakan keluarga zarah berat batu permanen bernama hadron dari kata Yunani hadros berarti tebal. Transisi kuark ke hadron menyebabkan kemunculan proton dan neutron, zarah lain kurang dikenal. Semua terdiri atas berbagai kombinasi spesies kuark, Di swiss kolaborasi fisika zarah Eripa menggunakan akselerator besar untuk menabrakkan pancaran hadron guna menciptakan kembali kondisi. Mesin terbesar didunia dinamakan Large Hadron Collider.

 

Asimetri kecil antara zat dan antizat yang memengaruhi sup kuark- lepton kemudian beralih ke hadron,  dengan konsekuensi luar biasa. Selagi alam semesta mendingin, jumlah energi yang tersedia untuk penciptaan spontan zarah dasar menurun. Selama era hadron, foton tak lagi menggunakan E=mc2 untuk membuat pasangan kuark- antikuark. Foton yang muncul dari semua pemusnahan yang masih tersisa kehilangan energi ke alam semesta mengembang terus, sampai dibawah batas yang dsiperlukan untuk menciptakan pasangan hadron – anti hadron. Untuk setiap satu miliar pemusnahan meninggalkan satu miliar foton tersisa satu hadron. Hadron sendirian itu akhirnya menjadi sumber zat yang menciptakan galaksi, bintang, planet dan bunga

 

Tanpa ketidakseimbangan semiliar satu lawan semiliar antara zat dan antizat, semua massa dialam semesta akan musnah, menyisakan jagat raya yang terdiri atas foton tanpa yang lain skenario jadilah orang paripuna

 

Waktu sedetik pun berlalu

 

Alam semesta telah tumbuh menjadi selebar beberapa tahun cahaya, kira sama jarak dari Matahari ke bintang terdekatnya. Suhu miliar derajat, alam semesta sangat panas dan bisa memasak elektron yang terus muncul dan lenyap bersama positron pasangan. Di alam semesta yang mengembang dan mendingin elektron hanya menghitung hari (detik) yang berlaku bagi kuar dan hadron berlaku juga bagi elektron. Sisa satu elektron di antara semiliar yang bertahan. Sisanya saling memusnahkan dengan positron, pasangan anti zat dalam lautan foton

 

Sekitar waktu itu, satu elektron untuk setiap 1 proton telah di bekukan keberadaanya. Selagi jagat raya terus mendingin sampai dibawah seratu juga derajat. Proton berfungsi dengan proton lain dan neutron, membentuk inti antom dan menetaskan alam semesta, dengan 90% inti atom adalah hidrogen dan 10% adalah helium, serta segelintir deuterium (hidrogen berat), tritium (hidrogen lebih berat lagi), dan lithium

 

Dua menit telah berlalu sejak permulaan

 

Selama 380.000 tahun berikutnya tak banyak yang terjadi di sup zarah. Dalam waktu ribuan tahun, suhu tetap cukup panas sehingga elektron bisa berkeliaran bebas diantara foton, saling tablak selagi berinteraksi

 

Kebebasan berakhir mendadak ketika suhu alam semesta jatuh dibawah 3.000 derajat Kelvin (sekitar separuh suu permukaan Matahari) dan semua elektron bebas bergabung dengan inti atom. Perkawinan menimbulkan lautan cahaya. Selamanya meninggalkan bekas catatan dimana segala zat berada, serta melengkapi pembentukan zarah dan atom di alam semesta purba

 

Selama 1 miliar tahun, alam semesta terus mengembang dan mendingin selagi zat ditarik gravitasi menjadi konsentrasi masif yang disebut galaksi. Hampir 100 miliar galaksi terbentuk masing – masing berisi ratusan miliar bintang yang menjalankan fusi termonuklir di intinya. Bintang dengan massa sekitar 10 kali massa Matahari mencapai tekanan dan suhu cukup tinggi di inti untuk membuat lusinan unsur yang lebih berat daripada hidrogen, termasuk yang menyusun planet berikut bentuk kehidupan apapun yang bisa bertumbuh kembang di atasnya

 

Unsur akan tak berguna andai tetap berada ditempatnya terbentuk. Namun bintang bermassa besar kadang meledak, memancarkan isinya yang kaya secara kimia ke seantero galaksi. Setelah 9 miliar tahun pengayaan, di satu bagian alam semesta yang tak unik (pinggiran, Mahagugus Virgo) di satu galaksi tak unik (Bimaksakti) di daerah tak unik (Lengan Orion), lahirlah satu bintang biasa (Matahari)

 

Awan gas yang membentuk Matahari berisi cukup banyak unsur berat untuk mengalami koalensi (menghimpun) dan memghasilkan berbagai objek pengorbit yang mencakup beberapa planet batuan dan gas, ratusan ribu  asteroid, dan miliaran komet. Selama beberapa tahun juta tahun pertama, banyak puing di berbagai orbit mengalami akresi (menyatu karena tarikan gravitasi) menjadi objek lebih besar. Kejadiannya berupa tabrakan dengan kecepatan dan energi tinggi, yang melelehkan permukaan planet batuan, menghakangi pembentukan molekul kompleks

Selagi zat bereaksi di tata surya menajdi makin sedikit, permukaan planet mulai mendingin. Planet bumi terbentuk di Zona Goldilocks di sekitar Matahari, tempat lautnya tetap dalam wujud air. Jika bumi lebih dekat ke Matahari, laut akan menguap. Andai bumi lebih jauh, lautnya akan membeku

 

Dalam laut cair yang kaya zat kimia, melalui suatu mekanisme yang belum dipahami, molekul organik bertransisi menjadi kehidupan yang menggandakan diri. Dalam sup purba, yang dominan adalah bakteri  anaerob sederhana kehidupan yang marak dilingkungan tanpa oksigen, tapi mengeluarkan oksigen yang reaktif secara kimia sebagai salah satu produk buangan. Makhluk hidup awal bersel tunggal tanpa mengubah atmosfer bumi yang kaya karbondioksida menjadi kaya oksigen sehingga memungkinkan kemunculan organisme aerob yang mendominasi lautan dan daratan

 

Atom oksigen yang normal didapati berpasangan (02) bergabung ketiga untuk membentuk ozon (o3) di atmosfer atas, yang menjadi perisai pelindung permukaan Bumi dari sebagian besar foton ultraviolet Matahari yang merusak molekul

 

Keragaman kehidupan di Bumi, dan yang mungkin ada ditempat lain di alam semesta, disebabkan melimpahnya karbon dan banyaknya molekul sederhana serta kompleks yang mengandung karbon di alam semesta.jumlah molekul berbasis karbon lebih banyak daripada semua jenis molekul lain

 

Jika bumi bertabrakan dengan komet/ aestoroid besar yang nyasar, mengacau lingkungan. 65 juta tahun lalu (tak sampai 2% masa lalu bumi), satu aestoroid seberat 10 juta ton menghantam tempat yang sekarang Semenanjung Yucatan di Amerika Tengah dan memusnahkan tujuh puluh persen lebih flora dan fauna Bumi termasuk semua dinosaurus besar terkenal. Kepunahan. Bencana ekologis itu memungkinkan mamalia leluhur mengisi relung lingkungan yang kosong. Di catu cabang pohon silsilah mamalia yang berotak besar, primata, berevousi satu genus dan spesies (Homo Sapiens) yang cukup cerdas untuk menemukan metode dan alat sains lalu menyimpulkan asal usul dan evolusi alam semesta

 

Semakin memandang alam semesta, makin jauh memandang ke masa lalu. Spektrum dari objek paling jauh di alam semesta menunjukkan tanda kimia yang sama dengan yang dekat dalam ruang dan waktu. Pembuatannya terutama selama bergenerasi bintang meledak, tapi hukum yang selama bergenerasi bintang meledak tapi hukum yang menjabarkan proses atomik dan molekuler pembentuk tanda spektrum tetap sama. Khususnya 1 kuantitas yang dikenal konstanta struktur halus  yang mengatur ciri m dasar tanda spektrum tiap unsur, mesti tak berubah selama miliaran tahun. Para ahli astrofika menciptakan nama nebulium karena tabel periodik unsur belum punya tempat  untuk diisi unsur baru. Nebula gas renggang sehingga atom bisa berjalan sedemikian jauh tanpa bertabrakan. Nebulium tanda oksigen biasa yang melakukan hal luar biasa

Sifat universal hukum fisika menunjukkan bahwa jika mendarat di planet lain dengan peradaban asing, peradaban itu akan berdasarkan hukum fisika yang sama dengan yang sudah diuji di Bumi. Upaya ini pernah dilakukan pada 1970 dengan Pioner 11 dan 12 serta Voyager 1 dan 2. Pioner menyandang plakat emas berukir yang menunjukkan dalam piktogram ilmiah, bentuk tata surya, lokasi di Bimaksakti, dan struktur atom hidrogen dalam diagram sains. Voyager juga membawa album. Voyager juga membawa album rekaman di piringan emas yang berisi berbagai bunyi dari Bumi, termasuk denyut jantung manusia, nyanyian paus, dan musik dari seluruh dunia, termasuk karya Beethoven dan Chuck Berry.

 

Konstanta gravitad yang dikenal sebagain besar ilmuwan sebagai G besar, memberi ukuran kekuatan gaya dipersamaan gravitasi Newton. Jumlahnya telah diuji secara ilmplisit selama berzaman – zaman.  Kecerlangan suatu bintang amat berantung kepada G besar.  Jika G besar pernah berbeda sedikit pada masa lalu, keluaran energi Matahari akan jauh lebih beragam daripada yang ditunjukkan bukti biologis, klimatologis, dan geologis. Secepat bergerak, tak akan bisa mendahului berkasa cahaya

 

Komet Shoemaker Levy 9 jatuh ke dalam atmosfer Jupiter yang kaya gas pada Juli 1994, kemudian meledak, model komputer paling akurat memadukan hukum mekanika fluida, termodinamika, kinematika, dan gravitasi.  Bintik merah raksasa Jupiter, badai besar yang sudah mengamuk dahsyat selama setidaknya 350 tahun, didorong proses fisik seperti juga mrnghasilkan badai di Bumi dan tempat lain di tata surya

 

Kelompok lain kebenaran universal adalah hukum kekekalan, yaitu suatu kuantitas terukur tetap tak berubah apapun yang terjadi, tiga yang terpenting kekekalan massa dan neergi, kekekalan momentum linear dan angular, kekekalan muatan listrik

 

Zat gelap misterius yang tetap tak terdeteksi selain tarikan gravitasi ke zat yang terdiri dari zarah eksotis yang belum ditemukan/ dikenali

 

Teori relativitas umum Einsten tahun 1916 memperluas kaidah gravitasi Newton sehingga berlaku objek bermassa amat besar. Selama 380.000 tahun zat dan energi mengisi bersama semacam sup kental, dimana elektron bebas terus menerus memencarkan foton ke segala arah. Foton lepas dari satu elektron tepat didepan mata, satu nanodetik (satu persemiliar detik)/ psikodetik (satu persetriliun detik), alam semesta tampak sebagai kabut tebal terang di segala arah, Matahari dan semua bintang lain juga

 

Suhu menurun dibawah 3000 derajat, zarah bergerak makin lambat, Kelvin masih sangat panas, elektron menjadi lambat untuk ditangkap oleh proton yang lewat,sehingga menghadirkan atom ke dunia. Latar belakang kosmik adalah titisan sisa cahaya dari alam semesta yang terang dan panas, suhunya berdasarkan bagian spektrum yang bisa dilihat kehilangan energi ke alam semesta yang mengembang dan akhirnya bergeser turun di spektrum, berubah menjadi foton inframerah. Walau melemah, foton cahaya tampak tak pernah berhenti menjadi foton. Alam semesta sekarang 1000 kali lebih besar daripada ketika zaman foton mulai bebas, sehingga latar belakang kosmik sudah mendingin 1000 kali lipat. Semua foton cahaya tampak dari zaman sudah turun energinya menjadi 1/1000 tingkat energi terdahulu. Sekarang wujudnya gelombang mikro sehingga mendapat istilah modern latar belakang gelombang mikro kosmik (comic microwave background,CMB), 15 miliar tahun dari sekarang para astrofika akan menulis mengenai latar belakang radio kosmik

 

Ketika sesuatu berpijar karena dipanasi, benda akan memancarkan cahaya di segala bagian spektrum, tapi puncaknya akan ada di satu bagian. Untuk lampu yang masih menggunakan pijar kawat logam, puncaknya adalah inframerah sehingga lampu pijar adalah sumber cahaya yang tak efisien. Indra mendeteksi inframerah hanya sebagai kehangat dikulit. Revolusik LED dalam teknologi penerangan menciptakan cahaya murni tanpa membuang energi di bagian spektrum yang tak tampak. LED 7 Watt setara bohlam biasa 60 Watt

 

CMB benda terang yang mendingin, berpuncak di satu bagian lain spektrum tapi memancarkan radiasi di bagian lain spektrum. CMB memancarkan gelombang radio dan sedikit foton berenergi lebih tinggi. Pada pertengahan abad ke 20, kosmlogi belum punya banyak data. Keberadaan CMB diprediksi ahli fisika Amerika kelahiran Rusia George Ganow dan koleganya selama 1940, dasar gagasan itu berasal dari karya ahli fisika dan pendeta Belgia George Lemaitre pada 1927, diakui sebagai “Bapak Kosmologi Ledakan Besar”, namun ahali fisika Amerika Ralph Alpher dan Robert Herman yang pada 1948 pertama kali memperkirakan betapa seharunsya suhu latar belakang kosmik. Mendasarkan atas 3 pilar: teori relativitas umum Einsten 1916, penemuan alam semesta mengembang oleh Edwin Hubble pada 1929, dan fisika atom yang dikembangkan di Laboratorium sebelum Manhattan Project yang membuat bom atom perang dunia II

 

Herman dan Alpher menghitung dan mengusulkan  suhu 5 derajat celcius untuk Alam semesta. Sesudah diukur dengan teliti, suhu gelombang mikro adalah 2.725 derajat kadang ditulis 2,7 derajat. Latar belakang kosmik berbeda dua kali lipat. Pengamatan langsung pertama latar belakang gelombang mikro dilakukan tanpa sengaja pada 1964 oleh fisikawan Amerika Arno Penzias dan Robert Wilson di Bell Telephone Laboratories, cabang riset AT & T. Padsa 1960, semua orang tahu mengenai gelombang mikro, tapi semua orang tidak memiliki teknologi untuk mendeteksi. Bell Labs, pelopor industri komunikasi, mengembangkan antena berbentuk tanduk untuk tujuan itu

 

Jika ingin mengirim/ menerima sinyal jangan banyak sumber kontaminasi, Penzian dan Wilson berusah mengukur interferensi latar belakang gelombang mikro di antena penerima, untuk memungkinkan komunikasi bersih bebas derau (noise) dalam kisaran spektrum. Mereka ahli teknologi yang menyetel antena penerima gelombang mikro, tanpa mengetahui prediksi Gamow, Herman, dan Alpher. Dua ahli astorofika Amerika John C Mather dan George F Smoot berbagi hadiah Novel karena mengamati CMB di berbagai bagian spektrum, membawa kosmologi dari kumpulan gagasan cerdas yang belum teruji ke ranah/ eksperimental presisi. Molekul sianogen CN pernah digunakan sebagai kompenen aktif gas untuk menghukum mati pembunuh tereksitasi kalau terpapar gelombang mikro, gelombang mikro lebih hangat dari CMB, akan mengeksitasi molekul CN lebih banyak.  Di model ledakan besar, Sianogen di galaksi lebih mudah dan jauh lebih berada dalam latar belakang kosmik yang lebih hangat daripada Sianogen di galaksi Bimasakti

 

Alam semesta tak tembus pandang sampai 380.000 tahun sesudah ledakan besar. Titik permulaaan tiap foton dalam perjalanan lintas jagat raya adalah tempatnya menabrak elektron terakhir di jalannya “titik hamburan terakhir”. Selagi makin banyak foton lepas tanpa tertabrak, mereka menciptakan permukaan hamburan terakhir yang meluas, sedalam sekitar 120.000 tahun. Permukaan itu adalah tempat segala atom di alam semesta lahir, elektron bergabung dengan inti atom dan sedenyut kecil energi berbentuk foton lepas ke alam semesta

 

Alam semestas sudah menggumpal karena tarikan gravitasi. Foton yang menghambur dari elektron di daerah itu mengembangkan profil yang berbeda, lebih dingin daripada yang menghambur dari elektron sendirian di antah berantah. Di tempat zat berkumpul, kekuatan gravitasi bertambah, sehingga semakin banyak zat mengumpul. Daerah itu menjadi bibit pembentuk mahagugus galaksi sementara daerah lain tetap relatif kosong. Jika latar belakang mikro kosmik dipetakan, dan tidak sepenuhnya mulus. Ada titik lebih panas dan sedikit lebih dingin daripada rata – rata.  Zat biasa membentuk manusia. Punya gravitasi, berinteraksi dengan cahaya. Zat gelap adalah benda misterius yang punya gravitasi tapi tidak berinteraksi dengan cahaya dalam cara apapun yang diketahui. Energi gelap adalah tekanan misterius dikehampaan ruang yang bertindak berkebalikan dengan gravitasi, memaksa alam semesta mengembang lebih cepat daripada semestinya. Pemeriksaan frenologi menyatakan mengerti bagaimana perilaku alam semesta, tapi sebagian besar alam semesta terdiri atas benda yang tak dikenali. Meski ada ketidaktahuan besar, kosmologi sudah punya pegangan, karena CMB mengungkap gerbang yang pernah dilewati.

 

Alam semesta yang bisa diamati berisi 100 miliar galaksi. Galaksi yang berbentuk spiral, Mily Way dinamakan karena tampak seperti tumpahan susu yang melintas langit malam Bumi. Kata galaksi berasal dari Yunani galaxias (susu), sepasang galaksi terdekat yang berjarak 180.000 tahun cahaya, kecil, dan berbentuk tak teratur. Kapal Ferdinad Magellan mengenali objek jagat itu ketika berkeliling dunia pada 1519 untuk menghormati menamakan keduanya awan Magellan besar dan kecil, keduanya terutama terlihat dari belahan bumi selatan sebagai sepasang bercak mirip awan di langit, di balik bintang, galaksi terdekat yang lebih besar daripada galaksi kita berada dua juta tahun cahaya dari sini, di balik bintang yang membentuk rasi Andromeda, dulu dinamai Nebula Andromeda besar adalah kembaran Bimasakti yang lebih masif dan terang. Galaksi katai, bintang lepas, bintang meledak, gas bershu jutaan, derajat yang memancarkan sinar X, zat gelap, galaksi biru suram, awan gas, zarah bermuatan energi supetinggi, dan energi vakum kuantum yang misterius. Galaksi katai berjumlah lebih banyak daripada galaksi besar dengan perbandingan lebih dari 10 lawan satu. Pada 1980 galaksi katai berjumlah lusinan, dan galaksi besar berisi ratusan miliar bintang, galaksi katai paling berisi sejuta bintang sehingga menjadi seratus ribu kali lebih sukar dideteksi.. 3 hal kenapa galaksi katai sukar dideteksi: kecil, suram, kerapatan bintang rendah sehingga tampak tak tajam di tengah pendar cahaya atmosfer Bumi dan sumber cahaya lain. Galaksi katai berada didekat galaksi lebih besar mengelilingi galaksi besar seperti satelit. Dua awan Magellan adalah bagian keluarga katai Bimasakti. Komputer orbit galaksi satelit menunjukan kerusakan perlahan yang menyebakan galaksi katai dirobek, dilahap, oleh galaksi utama. Bimasakti terlibat dalam minimal satu tindak kanibalisme dalam 1 miliar tahun terakhir, ketika menelan satu galaksi kerdil yang sisanya bisa dilihat sebagai aliran bintang yang mengorbit pusat galaksi, dibalik bintang rasi Sagitarius. Sistem itu disebut Katai Sagitarius, atau Makan Siang

 

Dilingkungan gugus galaksi yang rapat, dua/ bebeerapa galaksi secara rutin bertabrakan dan menimbulkan keadan berantakan raksasa struktur spiral bengkok tak berebntuk, kemunculan daerah pembentukan bintang  dari tabrakan keras awan gas, dan ratusan juta bintang terserak karena lepas dari gravitasi kedua galaksi. Beberapa bintang berhimpun membentuk kumpulan yang dapat disebut galaksi katai. Bintang lain tetap berkelana, sekitar 10% dari semua galaksi besar menunjukkan bukti pertemuan gravitasi besar dengan galaksi besar lain, terjadi 5 kali lebih sering bagi galaksi dalam gugus

 

Supernova bisa mengungkap keberadaan populasi bintang yang belum terdeteksi. Supernova adalah bintang yang meledak berkeping dan dalam prosesnya untuk sementara selama beberap minggu. Kecerlangannya naik semiliar kali, sehingga bisa dilihat di seantero alam semesta. Pengukuran oleh teleskop peka sinar X mengungkap gas dalam gugus yang mengisi ruang dan bersuhu tinggi, puluhan juta derajat. Saking panasnya, gas itu berpendar kuat di bagian sinar X dispektrum, pergerakan galaksi kaya gas media akhirnya membuat gasnya lepas sehingga galaksi kehilangan kemampuan membuat bintang baru. Kebanyakan gugus masanya melebihi massa semua galaksi digugus sampai 10 kali lipat. Gugus galaksi dilanda zat gelap, berisi sampai 10 kali lipat massa segala yang lain. Galaksi dalam gugus akan tampak sebagai titik ditengah gumpalan bola raksasa gaya gravitasi

 

Dibagian lain antariksa, diluar gugus galaksi ada populasi galaksi yang sudah ada sejak dulu, memandang jagat raya sama seperti ahli geologi memandang lapisan Bumi, yaitu sejarah pembentukan bebatuan bisa dilihat sekaligus. Waktu perjalanan cahaya mencapatai jutaan/miliaran tahun. Ketika alam semesta berumur separuh umur sekarang, ada 1 spesies galaksi berukuran sedang yang amat biru dan amat samar. Warna biru berasal dari pendar bintang baru terbentuk yang berumur pendek, bermassa besar, bersuhu tinggi, dan amat terang, galaksi samar bukan hanya karena jauh. Melainkan juga karena populasi bintang terang didalamnya sedikit, walaupun sudah tidak ada masih ada padanannya di alam semesta sekarang.

 

Kuasar adalah inti galaksi superterang yang cahayanya telah bergerak selama miliaran tahun melintas antariksa sebelum mencapai teleskop untuk pendeteksi benda penghalang

 

Ketika cahaya kuasar diurai menjadi warna penyusun, mengungkap spektrum tampak bekas kehadiran awan gas yang menghalangi. Tiap kuasar yang diketahui, dimana pun ditemukan diangkasa, menunjukkan ciri lusinan awan hidrogen terisolasi yang terpencar diseantero waktu dan ruang. Kelas objek antargalaksi pertama kali diindentifikasi pada 1980, dan terus menjadi sasaran riset astrofisika

 

Tiap kuasar yang dikenal mengungkap ciri hidrogen, makin jauh kuasar makin banyak awan yang tampil di spektrum. Segelintir awan hidrogen tak sampai 1% hanya konsekuensi pandangan menembus gas yang ada di galaksi spiral/ ireguler biasa. Cahaya kuasar melalui daerah antariksa yang berisi sumber gravitasi besar yang mengacau gambaran kuasar. Sumber itu sering sukar di deteksi karena terdiri atas zat biasa yang sekedar terlalu samar/ jauh, atau mungkin itulah zona zat gelap seperti yang menempati gugus galaksi dan sekelilingnya. Dimana ada massa disitu ada gravitasi, dimana ada gravitasi, ada ruang yang melengkung menurut teori relativitas umum Einstein. Dimana ada ruang melengkung, disitu bisa terbentuk sesuatu mirip lensa kaca biasa yang mengubah jalur cahaya yang melewati. Kuasar dan galaksi jauh telah menembus lensa. Objek yang kebetulan ada dijalur pandang teleskop Bumi. Tergantung massa lensa dan geometri jalur pandang, aksi lensa bisa memperbesar, mendistorsi, atau membelah sumber cahaya di latar belakang menjadi banyak gambar, seperti dirumah cermin mainan

 

Salah satu objek yang sudah diketahui di alam semesta bukan kuasar melainkan galaksi biasa, yang cahaya lemahnya tidak diperkuat cukup banyak oleh aksi lensa gravitasi yang dilewati. Suhu alam semesta hanya 3 derajat. Ruang antar galaksi sering ditembus zarah subatom bermuatan, bergerak cepat, berenergi paling tinggi punya energi 100 juta kali yang bisa dibangkitkan di akseleratore zarah terbesar didunia. Zarah bermuatan itu adalah proton, inti atom hidrogen, yang bergerak 9,999999999999999999 % kecepatan cahaya. Kejadian paling eksotis diantara galaksi dikehampaan ruang dan waktu adalah lautan zarah maya yang bergolak. Pasangan zarah zat dan anti zat yang tak terdeteksi , muncul dan lenyap. Prekdiksi ini disebut energi vakum, yang berwujud tekanan ke luar, bertindak melawan gravitasi, hadir tanpa kehadiran zat, alam semesta yang mengembang makin cepat, perwujudan energi gelap, didorong oleh energi vakum

 

Aksi berjarak misterius gravitasi timbul dari efek alami tiap potong zat, dan bahwa gaya tarik menarik antara 2 benda dijabarkan oleh 1 persamaan aljabar sederhana. Massa hilang pertama kali di analisis ahli astrofisika Swiss Amerika Fritz Zwicky. Dia belajar galaksi dalam gugus raksasa yang terletak jauh di bintang lokal Bimasakti dalam rasi Coma Berenices (rambut Berenike dari nama ratu Mesir zaman kuno). Gugus Coma, adalah kumpulan galaksi padat terisolasi yang berjarak sekitar 300 juta tahun cahaya dari Bumi. Seribu galaksi mengorbit pusat gugus bergerak ke segala arah, kecepatan rata – rata lebih tinggi karena gaya gravitasi lebih besar menimbulkan kecepatan lebih besar di benda yang ditariknya. Gugus Coma punya banyak massa yang amat besar, untuk mengecek perkiraan, jumlahkan massa tiap galaksi yang terlihat di dalamnya. Newton menunjukkan  bahwa kecepatan unik yang dicapai planet agar mengorbit stabil di jarak tertentu dari Matahari/ bergeser ke orbit yang lebih jauh. Kecepatan orbit Bumi dapat ditambah mencapai 1,4142 kali kecepatan sekarang, planet akan mencapai kecepatan lepas dan meninggalkan tata surya

 

Einsten menulis sajak untuk Isaac Newton:

Lihatlah bintang untuk belajar

Gagasan empu kita kejar

Masing Newton hitungkan

Sepanjang perjalanan

 

Pada 1930, galaksi  anggota bergerak lebih cepat daripada kecepatan gugus. Gugus Coma akan buyar setelah beberapa ratus tahun, gugus berumur diatas 10 miliar tahun, hampir setua alam semesta. Pada 1976, Vera Rubin menemukan anomali massa serupa dalam galaksi spiral, di cakram galaksi, bintang yang jauh dari pusat bergerak dengan kecepatan lebih tinggi, selepas beberapa awan gas terisolasi dan beberapa bintang terang. Objek itu sebagai penanda medan gravitasi diluar bagain paling terang galaksi, tempat tak ada zat tampak yang menambahi total, kecepatan orbital objek, seharusnya turun seiring makin jauhnya dari jarak pusat, malah tetap tinggi. Zat gelap ada di daerah terluar, jauh selepas ujung galaksi spiral  yang disebut zona misterius “kalang zat gelap”. Dari galaksi ke galaksi, gugus ke gugus, kesenajangan antara jumlah massa objek tampak dan perkiraan massa total objek berdasarkan gravitasi total berkisar dari satu/ dua sampai ratusan kali lipat. Di seantero alam semesta, rata kesenjangan 6 kali lipat, zat gelap sejagat raya punya gravitasi 6 kali lipat gravitasi semua zat tampak

 

Zat gelap tidak mungkin terdiri atas zat biasa yang kebetulan kurang/ tak terang, awan gelap akan menyerap/ berinteraksi dengan bintang di baliknya,  sementara zat gelap akan menyerap/ berinteraksi dengan bintang dibaliknya. Fusi nuklir menghasilkan satu inti helium untuk setiap 10 inti hidrogen (yang masing hanya 1 proton), jika sebagian besar zat gelap terlibat fusi akan ada banyak helium daripada hidrogen, sebagian besar massa di alam semesta tidak terlibat fusi nuklir,  sehingga tidak termasuk zat biasa yang esensinya adalah kesediaan terlibat gaya atmo dan nuklir yang membentuk zat , zat gelap dan fusi nuklir tidak berhubungan, zat gelap menyebabkan gravitasi sesuai aturan yang diikuti zat biasa, zat gelap tidak berpengaruh terhadap ke orbit Bulan mengelilingi Bumi atau pergerakan planet mengelilingi Matahari. Selama setengah juta tahun terakhir pertama ledakan besar, 14 miliar tahun separuh jagar raya di alam semesta sudah mulai mengumpul menjad gumpalan yang menjadi gugus dan mahagugus galaksi, di alam semesta ada 2 efek yang saling bertentangan gravitasi ingin membuat benda berkumpul, sementara pengembangan memencarkan benda, zat biasa membutuhkan zat gelap 6 kali lipat. Pada abad ke 19 ether, ilmuwan mengukur keluaran energi Matahari dan menunjukkan pengaruhnya ke musim dan ikli, sebelum fusi termonuklir menghasilakan energi. Matahari adalah seonggok batu yang terbakar, mengamati bintang, memperoleh spektrum, dan menggolongkannya, sebelum abad ke 20 menghadirkan fisika kuantum yang memberi pemahaman mengenai bagaimana dan mengapa spektrum tampak seperti yang diamati. Albert Michelson dan Edward Morley pada 1887 menunjukkan sebaliknya, para ilmuwan menganggap ether ada tetapi tak ada bukti, sebagai gelombang, cahaya dianggap memerlukan media untuk menyebar energi, seperti bunyi yang butuh udara/ benda lain untuk merambat. Cahaya bisa bergerak diruang hampa tanpa media tempat merambat. Gelombang cahaya didapati sebagai paket energi yang bisa mengangkut dirinya tanpa bantuan. Akseklator zarah tercepat didunia mencoba membuat zarah zat gelap ditengah puing bekas tabrakan antar zarah, neutrino ditemukan walau lemah terhadap zat biasa , dua neutrino untuk tiap inti helium hasil fusi hidrogen di inti termonuklir Matahari keluar dari Matahati dan menempuh perjalanan ruang hampa dengan kecepatan mendekati cahaya, menembus Bumi, hitungan tiap malam dan siang, 100 miliar neutrino dari Matahari menembus tiap inci persegi tubuh, tiap detik, tanpa sedikitpun berinteraksi dengan atom tubuh, neutrino bisa dihentikan. Zat gelap tidak berinteraksi dengan melalui gaya inti kuat, sehingga tidak bisa membentuk inti atom, belum ditemukan berinteraksi dengan inti lemah, tidak ada interaksi dengan elektromagnetik, sehingga zat gelap tidak membentuk molekul dan berkonsentrasu menjadi bola zat gelap padat. Zat gelap tak memancarkan/ memantulkan/ menghamburkan cahaya.

 

RU yang dipublikasikan pada 1916 mengambar perincian matematis cara segala benda di alam semesta dibawah pengaruh gravitasi, gelombang gravitasi pada 2016 ditemukan oleh observatorium khusus yang disesuaikan untuk mencarinya, gelombang gravitasi yang diprediksi Einsten, adalah riak yang bergerak dengan kecepatan cahaya melintas tatanan ruang dan waktu, ditimbulkan oleh gravitasi besar seperti tabrakan antara 2 lubang hitam

 

Gelombang gravitai yang dideteksi pertama berasal dari tabrakan lubang hitam di satu galaksi berjarak 1.3 miliar tahun cahaya, ketika Bumi baru dihuni makhluk hidup bersel tungga, selagi gelombang itu bergerak melintas antariksa ke segala arah, Bumi sudah mencapai 800 juta tahun mengalami evolusi kehidupan kompleks, termasuk bunga dan dinosaurus, hewan terbang , serta satu cabang hewan bertulang belakang yang disebut mamalia, satu ranting berevolusi sehingga memiliki otak berukuran besar dan pemikiran kompleks (primata), satu garis primata mengembangkan mutasi genetis yang memungkinnya berbicara, dan garis itu, Homo Sapiens menemukan pertanian, peradaban, filsafat, seni, dan sains dalam10 ribu tahun terakhir. Salah satu ilmuwan Homo Sapiens menemukan relativitas dengan kepala dan memprediksi keberadaan gelombang gravitasi, seabad kemudian teknologi mendeteksi gelombang dan mulai menguji prekdisinya, beberapa hari sebelum gelombang gravitasi yang sudah berjalan 1,3 miliar tahun melanda Bumi terdeteksi

 

Holiosentris yang berpusat pada Matahari, gagasan ahli Matematika pada abad ke 16 Nikolaus Kopernikus, planet mengorbit di lingkaran sempurna. Bagian mengelilingi Matahari benar, dan lebih maju daripada alam semesta geosentris berpusat Bumi, tapi lingkaran sempurna agak meleset, semua planet mengorbit Matahari dilintasan elips, dan bentuk itu pun masih penyederhanaan untuk jalur yang lebih kompleks. Gagasan dasar Kopernikus tepat, dan yang paling penting.

 

Persamaan gravitasi baru Einsten mencakup istilah yang disebut Konstanta Kosmologi dan diwakili huruf Yunani kapital lambda. Peran lambda adalah menentang gravitasi dalam model Einsten, menjaga alam semesta tetap seimbang, menolak kecenderungan alami gravitasi menarik seluruh alam semesta menjadi satu massa raksasa, ahli fisika Rusia Alexander  Friedmann menunjukkan secara matematis bahwa alam semesta Einstein, walau seimbang, tidak stabil. Lambda sebagai gaya gravitasi negatif di alam, tak punya padanan yang sudah diketahui di alam semesta fisik

 

RU menganggap gravitasi sebagai tanggapan massa terhadap kelengkungan lokal ruang dan waktu yang disebabkan massa lain/ medan energi. Konsentrasi massa menyebabkan distorsi memandu gerak massa sepanjang geodesika garis lurus, walau terlihat seperti jalur melengkung yang disebut orbit. Ahli fisika merangkum konsep Einsten dengan baik, zat memeberitahu ruang cara melengkung: ruang memberitahu zat cara bergerak, teori relativitas menjabarkan dua jenis gravitasi, salah satunya yang dikenal seperti tarik menarik antara Bumi dan Bola yang dilempar, atau antara Matahari dan planet. Ru juga memprediksi jenis lain, tekanan misterius anti gravitasi yang terkait dengan kehampaan ruang waktu. Lambda mempertahankan apa yang dianggap benar oleh Einsten dan para ahli fisika sezamannya: status quo alam semesta statis dan tak stabil. Menyatakan kondisi stabil sebagai keadaan alami suatu sistem melanggar kredo sains. Geodesika adalah jarak terpendek antara 2 titik dipermukaan melengkung: ruang memberitahu zat cara bergerak. Relativitas menjabarkan 2 jenis gravitasi, salah satunya yang dikenal, seperti tarik menarik antara Bumi dan bola yang dilempar, atau antara Matahari dan planet. RU juga memprediksi jenis lain tekanan misterius anti gravitasi yang terkait dengan kehampaan ruang waktu.

 

Pada tahun 1929, ahli astorofika Amerika Edwin P Hubble menemukan bahwa alam semesta tidak statis. Makin jauh suatu galaksi, makin cepat galaksi itu menjauh dari Bimasakti.Einsten membuang Lamda, menyebutnya kesalahan terbesar dalam hidup, menganggapnya nilainya nol seperti contoh: A+B+C jika diketahui A=10 B=10 lambda masih sama dengan B ditambah C, berarti sama dengan nol sehingga tak diperlukaan dipersamaan, 2 tim yang membangkitkan lamba terakhir, Saul Perlmuttet di Lawrence Berkeley National Laboratory di Berkeley, California dan Brian Schmidt dari Observatorium Mound Stromlo dan Siding Spring, Cnberra, Australiadan Adam Riess dari John Hopkins University di Baltimore, Marryland, lusinan supernova yang diamati tampak redup daripada diperkirakan. Supernova yang digunakan di penelitian Perlmutter dan Schmidt bernilai sebesar beratnya dalam inti yang berfusi, sampai batas tertentu, masing bintang itu meledak dengan cara yang sama, membakar bahan bakar berjumlah sama, melepas energi berjumlah besar yang sama dalam waktu yang sama, sehingga mencapai kecerlangan puncak yang sama, bintang itu untuk menghitung jarak dari galaksi ke galaksi tempatnya meledak sampai ke tempat terjatuh di alam semesta. Supernova yang redup bisa supernova terang yang jauh/ redup yang dekat

 

Perlmutter Schmidt dan Reiss berbagi Nobel Fisika 2011 berkat penemuan. Pengukuran paling akurat mengungkap energi gelap sebagai yang paling menonjol, bertanggung jawab atas 68% dari semua energi massa di alam semesta, zat gelap adalah 27% , zat biasa 5%

Bentuk alam semesta 4 dimensi berasal dari hubungan antara jumlah zat dan energi yang ada dijagat raya dan laju pengembangan jagar raya. Satu ukuran matematis adalah omega. Kerapatan zat energi alam semesta dan membaginya dengan kerapatan zat energi yang dibutuhkan untuk menghentikan pengembangan yang dikenal kerapatan kritis (omega)

 

Karena massa dan energi menyebabkan ruang waktu melengkung, omega memperlihatkan bentuk jagat raya, jika omega kurang dari satu, massa energi ada dibawah nilai kritis, dan alam semesta mengembang selama ke segala arah, membentuk pelana, dengan garis yang awalnya sejajar jadi menyebar. Jika omega sama dengan satu, alam semesta mengembang selamanya tapi hanya sedikit. Bentuknya bidang datar, mempertahankan semua aturan geometri mengenai garis sejajar. Jika omega lebih dari satu garis sejajar jadi merapat, dan alam semesta merengkuh dirinya sendiri, ujungnya, runtuh kembali menjadi bola api. Sejak Hubble menemukan alam semesta mengembang, tak pernah ada tim pengamat yang mendapat ukuran omega mendekati satu.

 

Semua massa dan energi dijumlahkan, diekstrapolasi, menyertakan zat gelap, nilai omega hasil pengamatan setinggi 0,3, alam semesta terbuka, menunggang pelana dalam perjalanan satu arah ke massa depan. Pada 1979 Alan H Guth mengajukan suatu penyesuaian teori ledakan besar dengan menjadikan alam semesta terisi zat dan energi alam semesta. Nilai omega mendekati satu, pembaruan itu memprediksi massa energi 3 kali lipat yang dapat ditemukan para pengamat, zat hanya  bisa dilihat 5% kerapatan kritis. Zat gelap 5 / 6 kali lebih banyak dari zat tampak, penemuan energi ditambahkan ke zat  biasa dan energi biasa dan zat gelap, menaikkan kerapatan massa energi alam semesta ke tingkat kritis, energi gelap merupakan efek kuantum bahwa ruang hampa, bukan kosong, penuh zarah dan anti zat pasangnya. Semuanya muncul dan hilang berpasangan, tak bertahan cukup lama sampai diukur keberadaan singkat ditunjukkan dengan nama zarah maya (virtual particles). Tiap pasangan zarah maya memberi sedikit tekanan keluar selagi hadir diruang. Ketika menghitung jumlah gaya tolak tekanan vakum yang muncul dari hidup singkat zarah maya, melebihi 10.120 kali nilai konstanta kosmologis yang ditemukan lewat percobaan. Lamda dan alam semesta yang mengalami percepatan adalah bahwa gaya tolak berasal dari kehampaan, bukan dari zat. Selagi kehampaan tumbuh, kerapatan zat dan energi (biasa) dalam alam semesta berkurang, dan pengaruh relatif lambda dialam semesta makin besar, dengan gaya tolak makin besar, terjadi makin banyak kehampaan, dan dengan lebih banyak kehampaan terjadi lebih banyak gaya tolak, memaksa percepatan pengembangan jagat raya tanpa akhir dan eksponensial

 

Apapun yang terikat gravitasi lingkungan Bimasakti akan terus menjauh makin lama makin cepat, sebagai pengembangan ruang waktu yang mengalami percepatan. Galaksi jauh yang tampak dilangit malam ujungnya akan lenyap di cakrawala yang tak terjangkau, menjauh dengan kecepatan melebihi kecepatan cahaya, yang diperbolehkan karena tatanan alam semesta membawa galaksi dengan kecepatan. Dalam 1 triliun tak akan mengetahui keberadaan galaksi lain. Alam semesta akan terdiri atas satu sistem bintang berdekatan berumur panjang di Bimasakti, kehampaan tanpa akhir, kegelapan sangat dalam, energi gelap akan merusak kemampuan generasi masa depan  

Tabel periodik berasal dari kerak Bumi karena astronomis. Hanya ada 3 unsur alami yang terbentuk pada ledakan besar, sisanya dibuat disuhu tinggi inti dan sisa ledakan bintang sekarat, memungkinkan sistem bintang menerima pengayaan, membentuk planet dan manusia

 

Hidrogen dibentuk pada sat ledakan besar, hidrogen menjadi 2/3 lebih atom ditubuh manusia, dan 90% du jagat raya. Hidrogen diinti palnet masif Jupiter berada dalam tekanan amat besar sehingga seperti logam konduktif dibanding gas, menciptakan medan magnet terkuat diantara planet. Henry Cavendish menemukan Hidrogen pada 1766 dalam percobaanya dengan H20 (Hydrogenes dalam bahasa Yunani yang berarti membentuk air) tapi Cavendish pertama astrofisika pertama yang menghitung massa Bumi sesudah mengukur nilai akurat. Konstanta gravitasi dipersamaan gravitasi Newton. Tiap detik setiap hari, 4,5 miliar ton inti atom hidrogen yang bergerak cepat diubah menjadi energi selagi bertabrakan membentuk helium diantara inti Matahari yang bersuhu 15 juta derajat

 

Helium dikenal sebagai gas biasa berkerapatan rendah yang kalau dhirup untuk sementara menaikkan frekuensi getar pita suara, membuat suara terdengar lucu. Helium unsur urutan kedua yang paling sederhana dan ada di alam semesta. Jumlah helium 4 kali lebih banyak dari hidrogen dibandingkan semua unsur alam semesta digabung. Tak kurang dari 10% atom adalah helium, dibuat sampai persentase itu di bola api yang melahirkan alam semesta. Karena fusi termonuklir hidrogen dalam bintang menghasilkan helium, bebrapa daerah jagat raya dapat memiliki helium lebih dari 10%. Para ahli astronomi mendeteksi helium di spektrum korona Matahari selama gerhana total 1868. Nama helium berasal dari Helios, dewa Matahari Yunani. 92% daya apung hidrogen di udara, tapi tanpa sifat mudah meledak, helium adalah gas pilihan untuk mengisi balon raksasa , Lithium adalah unsur paling sederhana di alam semsta dengan 3 proton intinya, helium dibuat di inti bintang tetapi lithium hancur oleh semua reaksi nuklir, 1% atom di sembarang daerah di alam semesta adalah lithium. Kombinasi batas atas helium dan batas bahwah lithium memberi pembatas ganda yang kuat untuk tes terhadap kosmologi ledakan besar

 

Unsur karbon bisa ditemukan dilebih banyak jenis molekul daripada gabungan segala jenis molekul lain. Karbon dijagat raya dibuat di inti bintang, dibawa ke permukaan, dan dilepas ke galaksi, yang sama melimpahnya dengan karbon yaitu oksigen, yang dibentuk di sisa bintang meledak. Oksigen dan karbon bahan utama kehidupan. Silikon berada dibawah karbon di Tabel Periodik, silikom bisa menciptakan portofolio molekul yang sama seperti karbon. Karbon lebih unggul 10 kali lebih banyak daripada silikon dijagat raya

 

Selain menjadi aktif garam dapur, natrium adalah gas yang paling umum berpendar dilampu jalan kota di Amerika. Natrium lebih terbakar lebih terang dan lama daripada lampu pijar, lampu natrium tekanan rendah paling tidak buruk karena kontaminasi cahaya mudah dihilangkan dari data teleskop

 

Aluminium membentuk 10% kerak Bumi, unsur itu belum terindentifikasi sampai 1827 dan belum digunakan diruamh tangga sampai akhir 1960, aluminium dibentuk untuk cermin teleskop.

 

Titanium lebih rapat 1,7 daripada aluminium, tapi kekuatannya melebihi 2 kali lipat aluminium. Titanium unsur paling banyak ke 9 di kerak Bumi, digunakan untuk komponen pesawat militer dan prostetik yang memerlukan logam ringan tapi kuat. Di sebagian besar tempat dijagat raya, jumlah atom oksigen melebihi karbon. Semua atom karbon terikat dengan oksigen yang tersedia membentuk karbon monoksida/ karbon dioksida, oksigen sisanya mengikat unsur lain, seperti titanium. Spektrum bintang merah penuh jejak titanium oksida, yang tidak asing dibintang dan di Bumi, batu safir dan mirah berkilau karena ada itanium oksida terselip di struktur kristalnya. Cat putih yang diugnakan untuk kubah teleskop juga mengandung titanium oksida, yang memantulkan cahaya inframerah, sangat mengurangi panas akibat akumulasi cahaya Matahari di udara sekitar teleskop,  pada saat malam kubah dibuka dan membuat cahaya dan objek jagat raya lain menjadi tajam dan jernih, nama titanium berasal dari Titan dimitologi Yunani: titan nama bulan saturnus

 

Besi merupakan unsur paling penting di alam semesta. Bintang masih membuat unsur di intinya, dari helium sampai karbon, oksigen, dan nitrogen, terus menyurui Tabel Periodeik sampai besi. Dengan 26 proton dan neutron setidaknya berjumlah sama di intinya, besi khas karena punya paling sedikit energi total per zarah inti di antara semua unsur. Jika dipecah dengan fisi, atom besi akan menyerap energi. Dan jika digabungkan lewat fusi, atom besi juga akan menyerap energi. Namun, bintang mengeluarkan energi. Bintang besar membuat dan menumpuk besi di intinya menjelang mati. Tanpa sumber energi, bintang ambruk karena berat dan melonjak balik dalam ledakan supernova. Lebih terang daripada semiliar Matahari selama seminggu lebih

 

Logam lunak galium punya titik lebur sangat rendah sehingga melelah bila kena tangan, selain itu, galium tidak menarik bagi ahli fisika, ekcuali untuk bahan percoban galium klorida yang digunakan untuk mendeteksi neutrino dari Matahari. Satu wadah galium klorida cair besar (100 ton) di bawah tanah dipantau untuk mencari tabrakan antara nutrino dan inti galium sehingga menghasilkan germanium, tabrakan memicu percik sinar X yang bisa diukir setiap kali ada inti yang tertabrak. Lebih sedikit neutrino yang terdeteksi

 

Tiap bentuk unsur teknetium bersifat radioaktif. Tak heran tektenium tidak ditemukan di Bumi kecuali dibuat di akseklator zarah. Teknetium membawa keunikan dinamanya, yang berasal dari Yunani yang berasal dari kata Yunani teknetos, berarti buaran karena alasan yang belum dipahami sepenuhnya, teknetium ada di atmosfer sekelompok bintang. Tidak ada bintang mempunyai teknetium sejak lahir

 

Bersama osminium dan platinum, iridium adalah satu dari tiga unsur paling berat (padat) di Tabel Periodik. 2 kaki persegi iridium memiliki berat yang sama dengan mobil. Iridium juga bukti pembunuhan paling terkenal didunia. Lapisan tipis iridium bisa ditemukan di seluruh dunia di batas KAPIR-Paloegen (K-Pg)11 di lapisan Bumi, brumur sekitar 65 juta tahun. Umurnya sama dengan masa ketika semua speesises hewan darat yang lebih besar punah, termasuk dinosaurus. Iridium jarang ditemukan di permukaan Bumi tapi di aestoroid logam sleebar 10 km, yang bertabrak dengan Bumi hancur jadi debu, terpencar ke seluruh permukaan Bumi

 

Einsteinium belum dikenal dan ditemukan dipuing uji nom hidrogen pertama di atol Eniwetok di Pasifik selatan pada 1 November 1952. 10 isi Tabel Periodik mendapat nama dari objek yang mengelilingi Matahari

 

Fosfor berasal dari kata Yunani yang berarti membawa cahaya nama kuni planet Venus ketika muncul sebelum Matahari terbit dilangit fajar

 

Selenium berasal dari kata Selene, kata Yunani untuk Bulan di namakan karena bijihnya selenium berdekatan dengan unsur tellurium yang dinamai dengan nama Bumi dalam bahsa latin tellus

 

Pada 1 Januari 1801, ahli astronomi italia Giuseppe Piazzi menemukan planet baru yang mengorbit Matahari di celah besar antara Mars dan Jupiter, mengikuti tradisi menamai planet dengan nama dewa Romawi, objek itu dinamai Ceres, dewi panen. Ceres juga asal kata sereal. Waktu itu masyarakat sains girang sehingga unsur pertama ditemukan sesuah penemui ceres dinamakan  cerium. 2 tahun kemudian, planet lain ditemukan mengorbit Matahari di celah yang sama dengan Ceres. Planet itu dinamakan Pallas, dewi kebijaksanaan Romawi dan unsur pertama yang ditemukan sesuadahnya dinamai Palladium, pesta penamaan berakhir beberapa puluh tahun berikutnya, sesudah lusinan planet lain ditemukan di zona robit yang sama, analisis mengungkap bahwa objek itu sebenarnya jauh lebih kecil daripada planet terkecil yang sudah dikenal. Telah ditemukan daerah baru di tata surya, berisi potongan kecil batu dan logam. Ceres dan Pallas bukan planet, melainkan asteroid, dan keduanya berada di sabuk asteroid, yang diketahui beridi ratusan ribu objek. Lebih banyak daripada jumlah unsur di Tablet Periodik

 

Logam raksa/ merkuri yang cair di suhu ruangan dan planet Merkurius, planet tercepat di tata surya, sama memakai nama dewa pembawa pesan Romawi yang gesit, Merkurius

 

Thorium memakai nama Thor, dewa petir Skandinavia, yang sepadan dengan dewa petir Romawi, Jupiter. Gambar daerah kutub Jupiter yang dibuat Teleskop Antariksa Hubble mengungkap keberadaan banyaj semburan listrik di lapisan awannya yang bergejolak.

 

Saturnus tidak menjadi nama unsur, Uranus, Neptunus dan Pluto terwakili, unsur Uranium ditemukan pada 1789 dan dinamai berdasarkan planet yang ditemukan William Herschel 8 tahun sebelumnya. Semua isitop uranium tidak stabil, meluruh jadi unsur lebih ringan, disertai pelepasan energi. Bom atom pertama yang digunakan dalam perang berbahan aktif uranium dan dijatuhkan Amerika Serikat di kota Hiroshima, Jepang yang terbakar pada 6 Agustus 1945. Dengan 92 proton di intinya, uranium dijabarkan dengan unsur alami paling besar, walau unsur lebih berat bisa ditemukan di tambang bijih uranium

 

Neputunus ditemukan pada 1940 di Siklotron Berkeley 97 tahun sesudah ahli astronomi Jerman Johann Galle menemukan Neptunus di titik langit yang diprediksi ahli matematika Perancis Joseph Le Verrier sudah mempelajari perilaku uranus yang aneh diorbit.  Neptunium juga menyusuk uranium di Tabel Periodik

 

Siklotron Berkeley menemukan/ menciptakan banyak unsur yang tidak ditemukan di alam, termasuk Plutonium yang berada di urutan sesudah neptunium di tabel dan dinami berdasarkan Pluto, yang ditemukan di Clyde Tombaugh di Observatorium Lowell, Arizona pada 1930 seperti penemuan Ceres 129 tahun sebelumnya terjadi kehebohan. Pluto adalah planet pertama yang ditemukan orang Amerika dan tanpa data yang lebih lengkap, dianggap objek yang ukuran dan massanya setara Bumi, Pluto mengecil dan stabil pada 1980, ditemukan ratusan objek lain dengan orbit seperti Pluto di tata surya luar, menandai akhir status Pluto sebagai planet dan penemuan zona kumpulan benda kecil dingin disebut Sabuk Kuiper, yang mencakup Pluto. Cerres, Pallas, dan Pluto masuk ke Tabel periodik dengan alasan palsu

 

Plutonium tak stabil adalah bahan aktif bom atom yang Amerika Serikat leddakan di atas kota Nagasaki di Jepang, 3 hari setelah Hiroshima, dan mengakhiri Perang Dunia II, sedikit saja plutonium radioaktif digunakan untuk memberi tenaga kepada generator termoelektrik radiosotop (radiostope thermoelectric generatos, RTG) untuk wahana antariksa yang pergi ke tata surya luar, tempat intensitas cahaya Matahari sudah turun dibawah tingkat yang bisa digunakan panel surya. Satu pon plutonium akan menghasilkan energi panas 10 juta kilowatt per jam, cukup untuk menyalakan bola lampu pijar selama 11 ribu tahun, atau menghidupi seorang manusia untuk waktu selama itu, jika memanfaatkan bahan bakar nulkir seperti makanan biasa dari pasar

 

Di Bumi, satu cara membuat gotri adalah mesin yaitu logam cair diteteskan dengan jumlah tertentu ke daalm tabung panjang. Gumpannya biasa menggulung sampai berbentuk bola, tapi butuh waktu yang cukup untuk mengeras sebelum mencapai dasar. Di stasiun luar angkasa, hanya menyemprotkan logam cair berjumlah tertentu dan gumpalan akan mengambang sambil mendingin hingga mengeras menjadi bola sempurna, tegangan permukaan berkerja membentuknya

 

Objek besar dijagat raya, energi, dan gravitasi bergabung mengubah objek menjadi bola, gravitasi adalah gaya yang meruntuhkan zat di segala arah, tapi gravitasi tak sellau menang, ikatan kimia benda padat itu kuat. Ketinggian Palung laut hingga gunung tertinggi adah 19 km, sementara garis tengah Buymi 13 ribu km. Gunung Bumi kalah dengan Olympus Mons (Mars) hampir setinggi 20.000 meter dan dasarnya selebar 480 km. Makin lemah gaya gravitasi, makin tinggi gunungya karena adanya kerak Bumi. Jika benda padat mempunyai gravitasi permukan yang cukup rendah, ikatan kimia di batuannya akan menolak gaya berat. 2 benda langit yang terkenal tak berbentuk bola adalah Fobos dan Deimos, bulan Mars yang berentuk seperti kentang. Di Fobos sepanjang 20 km yang lebih besar di antara 2 bulan, orang yang di Bumi berbobot 70 kg bakal berbobot 100 gram.

 

Di antariksa, tegangan permukaan selalu memaksa tetes kecil cairan membentuk bola, jika melihat benda padat kecil yang berbentuk bola bisa menganggap benda itu terbentuk dalam keadaan cari, jika massanya sangat besar, bahannya bisa apa saja dan gravitasi akan memastikan bentuknya adalah bola

 

Gumpalan gas besar masif di galaksi bisa berhimpun membentuk bola gas hampir sempurna yaitu bintang. Namun jika bintang mengorbit terlalu dekat dengan objek lain yang gravitasinya besar, bentuk bola bisa terdistorsi selagi zat bintang tertarik terlalu dekat artinya terlalu dekat ke batas Roche (Roche Lobe) objek itu namanya diambil dari ahli matematika pertengahan abad ke 19 Edouard Roche, yang meneliti medan gravitasi dekat bintang ganda. Batas Roche adalah selubung ganda berbentuk barbel teoritis yang mengelilingi 2 objek yang saling mengorbit. Jika gas dari satu objek keluar dari selubung itu, gas itu akan jatuh ke bojek kedua. Kejadian itu lazim diantara bintang ganda ketika salah satu membengkak menjadi raksasa merah sehingga melebihi batas Roche. Raksasa merah terdistorsi menajdi bentuk bukan bola, mirip seperti cokelat Hershey’s kiss tapi panjang. Salah dari kedua bintang adalah lubang hitam yang lokasinya terlihat karena lubang hitam menguliti bintang pasangannya. Spiral gas yang lepas dari raksasa merah diluar batas Roche memanas hingga bersuhu ekstrem dan berpendar sebelum lenyap dari pandangan didalam lubang hitam

 

Bintang di galaksi Bimasakti membentuk lingkaran besar datar. Dengan rasio garis tengah dan ketebalan seribu banding satu, galaksi sangat gepeng, proposinya lebih dekat dengan crepe/tortilla. Cakram Bimsakti bukan bola, tapi awalanya berbentuk bola. Galaksi dulu adalah bola gas besar yang pelan berputar dan ambruk kje dalam. Selagi ambruk, bola berputar makin cepat, seperti pemain seluncur es yang berputar makin cepat ketika merapatkan lengan ke tubuh. Galaksi secara alami jadi makin gepeng di kedua kutub sementara gaya sentrifugal yang makin besar di tengah mencegah keruntuhan di tengah

 

Bintang yang terbentuk di awal Bimasakti sebelum keruntuhan memiliki orbit besar. Gas yang terisa, mudah saling berlekatan seperti 2 marshmallow panas yang bertabrakan di udara, terpaku ditengah bidang dan menyebakan lahirnya generasi bintang berikutnya, termasuk Matahari, Bimasakti sekarang yang tak runtuh/ mengembang, adalah suatu sistem bergravitasi matang, tempat bintang yang mengorbit di atas dan bawah cakram utama bisa dianggap sebagai sisa awan gas bola yang asli

 

Menggepengnya objek yang berotasi adalah alasan garis tengah dari kutub ke kutub lebih kecil daripada garis tengah di khatulistiwa. 3/10 % kira 40 km. Kecepatan rotasi Bumi, kecepatan khatulistiwanya 35.000 km per jam dan garis tengahnya dari kutub ke kutub 10% lebih pendek daripada garis tengah di khatulistiwa, bola yang cenderung persegi disebut stefoid oblat, sementara bola yang lebih panjang dari kutub ke kutub di sebut stefoid prolat. Efek gaya sentrifugal untuk mencaritahu laju rotasi objek ekstrem di jagat raya. Milsanya pulsar, pulsar berotasi sampai 1000 putaran per detik, sehingga bahannya tak biasa, atau pulsar akan buyar. Misal berputar 45.000 putaran perdetik, maka khatulistiwa aakn bergerak dengan kecepatan cahaya, untuk mencapai kerapatan harus memampatkan semua ruang kosong antara inti atom dan elektron, akibatnya hampir semua elektron (bermutan negatif) akan tergencet ke proton (bermuatan positif), menciptakan neutron (bermuatan netral) dengan gravitasi permukaan yang gilaan tinggi, semakin gravitasi tinggi,  tempat tinggi cenderung rendah

 

Gugus galaksi berbentuk seperti benang/ lembaran luas, ada yang lebar sehingga unsur alam semesta yang 14 miliar tahun tidak cukup bagi galaksi didalamnya untuk menyebrangi gugus. Pertemuan antargalaksi belum memengaruhi bentuk gugus. Sebelum tahun 1800 kata cahaya hanya merujuk ke cahaya tampak. Pada wal tahu itu ahli astronomi Inggris William Herschel mengamati pemanasan yang hanya disebabkan satu bentuk cahaya yang tak terlihat mata manusia. Menemukan planet Uranus pada 1781 dan seang meneliti hubungan antara cahaya Matahari, warna, dan panas. Menempatkan prisma di  jalur suatu berkas sinar Matahari, Sir Isaac Netwon sudah meneliti pada 1600 , menemukan 7 warna spektrum cahaya tampak: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Berbagai warna memiliki suhu berbeda, Herschel menggunakan termometer dan menemukan inframerah bagian baru spektrum dibawah merah, penemuannya sepadan dengan penemuan Antoni Van Leeuwenhoek banyak makhluk hidup kecil sekali, bergerak dalam tetes air kolam. Leeuwenhoek menemukan organisme bersel tunggal alam semesta biologis, Herschel menemukan berkas cahaya biru. Jeduanya tak tampak dengan mata telanjang

 

Pada 1801 ahli fisika dan farmasi jerman Johann Wilheim Ritter menemukan berkas cahaya tak tampak lainnya. Dengan menggunakan setumpuk perak klorida poeka cahaya di tiap warna tampak, didaerah gelap di sebelah ujung ungu spektrum. Tumpukan di daerah yang tak kena cahaya tampak menggelap, lebih gelap daripada yang berada di bidang ungu, yang dikenal sebagai Ultra Ungu (Ultraviolet). Seluruh spektrum elektromagnetik dari yang berenergi dan berfrekuensi terendah sampai tertinggi, adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, meijikuhibiniu, ultraungu, sinar X dan sinar gamma, kegunaan dirumah dan industri. Teleskop pertama yang dirancang untuk mendeteksi bagian spektrum elektromagnetik yang tak tampak baru dibuat 130 tahun kemudian hal itu sesudah Heinrich Hertz menunjukkan bahwa satunya perbedaan nyata diantara berbagai jenis cahaya adalah frekuensi gelombang (spektrum elektromagnetik) , satuan frekuensi jumlah gelombang perdetik untuk apapun yang bergetar, termasuk cahaya dinamai herz

Para astrofisika lambat menemukan hubungan antar cahaya tak tampak yang baru ditemukan dan gagasan membuat teleksop yang bisa melihat cahaya tak tampak dari sumber dijagat raya. Makin besar telekskop, makin suram objek yang bisa dilihat, makin sempurna cerminnya makin tajam gambr yang didapat, makin peka detektornya, makin efisien pengamtannya, tiap ptoong informsi yang diberikan datang ke Bumi dalam seberkas cahaya. Supernova yang paling lazim di jagat taya dan berenergi sangat tinggi, menghasilkan banyak sinar X, kadang semburan sinar gamma dan kilatan ultraungu menyertai ledakan, dan cahaya tampak yang terpancar jelas banyak sekali, laam sesudah gas yang meledak jadi dingin, gelombang kejut reda, dan cahaya tampak sinra, sisa supernova terus memancarkan inframerah dan gelombang radio. Ledakan bintang terjadi di galaksi jauh, tapi jika satu bintang meledak di Bimasakti, sakratul maut akan cukup terang untuk dipandang semua orang tanpa telekskop, namun tidak ada yang bisa melihat sinar X atau sinar gamma tak kasatmata dari 2 supernova terakhir yang terjadi di galaksi, satu terjadi pada 1572 dan 1604

 

Kisaran panjang gelombang (atau frekuensi) di tiap bentang cahaya sangat memengaruhi rancangan perangkat keras yang digunakan untuk mendeteksi, kesimpulannya bisa digunakan jika menggunakan berbagai kisaran cahaya lalu beri warna tampak kebagian cahaya tak tampak yang menarik, sehingga menghasilkan 1 gambar meta yang menunjukkan berbagai bentang., memikirkan ukuran cermin, bahannya, bentuk, permukaan, jenis pendeteksi yang diperlukan. Misalnya gelombang sinar X sangat pendek, jadi jika ingin menangkapnya, cermin harus sangat mulus, agar permukaannya tak mendistorsi, namun jika yang dikumpulkan adalah radio gelombang radio yang panjang, cerminnya terbuat dari kawat yang dibengkokkan dengan tangan, karena ketidakteraturan di kawat akan jauh lebih kecil daripada panjang gelombang yang diincar. Cerminnya harus besar jika ingin beresolusi tinggi, teleskop mesti jauh lebih lebar daripada panjang gelombang cahaya yang mau dideteksi dan dalam pembangunan teleskop radio , jenis tertua teleskop penangkap cahaya tak tampak adalah jenis observatorium yang menakjubkan yang dibuat Insinyur Amerika Karl G Jansky pada 1929 dan 1930, panjangnya gelombangnya setara frekuensi 20,5 megahertz. Bell Telephone Laboratories, adalah mempelajari desis dari sumber radio di Bumi yang mengontaminasi komunikasi radio darat. Sangat mirip tugas yang diberikan Bell kabs ke Penzias dan Wilson 35 tahun kemudian untuk menemukan derau gelombang mikro di antena penerima

 

Semua gelombang mengikuti persamaan sederhana: kecepatan = frekunsi x panjang gelombang. Jika panjang gelombang dinaikan, gelombang akan berfrekuensi lebih kecil demikian sebaliknya. Sehingga ketika dua besaran dikalikan, hasilnya adalah kecepatan gelombang yang sama. Berlaku untuk cahaya, bunyi, bahkan penonton yang membuat gelombang manusia di arena olahraga yang membentuk gelombang yang bergerak

 

Jansky menemukan jika gelombang radio bukan hanya memancar dari badai lokal dan sumber lain yang dikenal Bumi, melainkan juga dari pusat galaksi Bimasakti. Daerah langit itu melewati wilayah tangkapan teleskop tiap 24 jam 56 menit tepat sama dengan waktu total Bumi di antariksa, dan waktu yang diperlukan untuk menghadap pusat galaksi di sudut dan ketinggian yang sama dilangit. Karl Jansky memublikasikan hasilnya Electrical Disturbances Apparently Of Extrerrestrial Origin, dan lahirlah astronomi radio, Bell Labs memberikan tugas lain membuatnya tak bisa melanjutkan  meneliti hasil temuan awalnya, namun beberapa tahun, Grote Reber membangun teleskop radio berupa piringan logam selebar 9 meter di halaman belakang rumah. Pada 1938, mengonfirmasi temuan Jansky, dan menghabiskan 5 tahun membuat peta langit radio beresolusi rendah. Teleskop Rober termasuk yang pertama dan masih kecil dan kasar, teleskop radio modern berbeda ukurannya. MK 1 mulai berkerja pada 1957 adalah teleskop radio raksasa pertama di planet. Satu piringan baja solid selebar 75 meter yang bisa dikendalikan di Observatorium Jodrell Bank dekat Manchester, Inggris. Beberapa bulan sesudahnya, Uni soviet meluncurkan Sputnik 1, dan Jodrell Bank menjadi alat pelacak perangkat keras kecil pengorbit, menjadi pendahulu Deep Space Neteork zaman sekarang untuk wahana antariksa. Telekskop radio terbesar didunia, selesai dibangun pada 2016 bernama Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope atau disingkat FAST dibangun Tiongkok di Provinsi Guizhou, jadi lebih luas daripada 30 lapangan sepakbola

 

Jenis lain adalah interferometer, yang terdiri atas rangkaian antena piringan identik yang menyebar di lahan luas dan saling terhubung secara elektronik untuk berkerja sama. Satu gambar objek jagat raya pemacar radio yang koheren dan beresolusi sangat tinggi. Walau supersizeme adalah semboyan tak tetulis teleksop sebelum dipakai sebagai slogan industri makanan cepat saji, interferometer radio sudah termasuk besar, salah satu rangkaian amat besar antena piringan radio dekat Socorro, New Mexico, bernama Very Large Array dengan 27 piringan selebar 25 meter yang dipasang di jalur sepanjang 35 km di gurun. Baseline Array dengan 10 piringan 25 meter yang berjejer sejauh 8000 km dari Hawaii ke Kepulauan Virgin memberikan resolusi tertinggi di antara semua teleskop radio di dunia

 

Dibagian gelombang mikro, relatif baru untuk interferometer, punya 66 antena ALMA, Atacama Large Milllimeter Array, di pelosok Pegunungan Andes di Chile utara, ALMA disetel untuk panjang gelombang yang berkisar dari beberapa sentimeter sampai sepersekian milimeter, memberi akses resolusi tinggi untuk ahli astrofika mengamati kategori  aksi kosmik yang tak terlihat dengan gelombang lain, seperti struktur awan gas yang runtuh ketika menjadi tempat lahir bintang. Lokasi ALMA disengaja ditempat paling kering di Bumi, hampir 5 km diatas permukaan laut dan jauh diatas awan terbasah. Air dimasak dengan gelombang mikro tapi buruk bagi ahli astrofisika, karena uap air di atmosfer Bumi merusak sinyal gelombang mikro yang melintas galaksi. Air menyerap frekuensi gelombang mikro. Diujung pendek spektrum elektromagnetik menemukan sinar magma berfrekuensi dan berenergi tinggi dengan panjang gelombang dalam hitungan pikometer. Sinar gamma yang ditemukkan pada 1800, tidak dideteksi dari antariksa sampai jenis baru teleskop ditempatkan di satelit Explore X1  NASA pada 1961. Sinar magma bisa hijau dan berotot, dan sukar ditangkap, menembus lensa dari cermin biasa. Isi telekskop Explorer X1 adalah alat bernama skintilator yang menanggapi sinar gamma yang datang dengan memompa keluar zarah bermuatan listrik, jika energi zarahnya diukur bisa mengetahui cahaya bernergi tinggi jenis apa yang menciptakannya

 

2 tahun sesudahnya, Uni Soviet, Inggris dan Amerika Serikat menandatangani Perjanjian Pelanggaran Uji Coba terbatas yang melarang uji coba nuklir dibawah air, di atmosfer dan di antaraiksa, dimana jatuhan sampah nuklir dapat meyebar dan mencemari tempat diluar batas negara. Ketika zaman perang dingin hal itu pernah dilakukan  dan semburan itu ditandakan sebagai tanda ledakan bintang raksasa yang jauh dan silih berganti, menandakan kelahiran astrofisika sinar magma. Pada 1994 Obervatorium Sinar Gmma Compton NASA mendeteksi sesuatu yang tak terduga seperti penemuan Velas: kilatan sinar gamma yang cepat dekat permukaan Bumi sebutannya Kilatan sinar gammar terestrial. Semburan sinar gammar belum tentu  mematikan, 50 kali kilatan sinar gamma terjadi setiap hari dekat puncak petir, sedetik sebelum petir biasa menyambar. Di badai petir, elektron bebas mengalami percepatan sampai mendekati kecepatan cahaya lalu menabrak inti atom atmosfer, menghasilkan sinar gamma

 

Hari ini teleskip beroperasi di semua bagian spektrum yang tak tampak, beberapa di bumi tapi sebagian besar di antariksa, tempat pandangan teleskop tak terhalang penyerapan oleh atmosfer Bumi., fenomena gelombang radio frekuensi rendah dengan panjang gelombang  selusin meter sampai sinar gamma berfrekuensi tinggi dengan panjang gelombang satu per satu kuadriliun meter. Teleskop radio bisa digunakan untuk mengetahui gas bintang di galaksi, tidak ada pengetahua mengenai latar belakang kosmik, mengenai ledakan besar tanpa teleskip gelombang mikro. Telekskop inframerah digunakan untuk mengintip tempat lahir bintang di dalam awan galaksi. Teleskop ultra ungu/ sinar X bisa untuk pancaran dari dekat lubang hitam biasa dan supermasif ditengah galaksi. Teleksop gamma untuk menonton ledakkan bintang raksasa berenergi tinggi yang bermassa 40 Matahari

 

Dari jarak jauh tata surya tampak kosong. Jiak dicakup dalam 1 bola yang besar untuk meliputi orbit Neptunus, planet terluar, volume yang ditempati Matahari, semua planet, dan semua bulan hanya akan mengisi sedikit diatas 1 per setriliun ruang dalam bola. Namun itu tidak kosong, ruang angkasa berisi segala macam batu, keriki, bola es, debu , aliran zarah bermuatan dan wahana antariksa nyasar, ruang antarplanet njuga dilanda medan gravitasi dan magnet kuat. Ruang antarplanet tidak kosong sehingga Bumi, dalam perjalanan mengorbit kecepatan 30 km per detik menabrak ratusan ton meteor perhari sebagian besarnya lebih besar daripada butiran pasir. Hampir semuanya terbakar diatmosfer diatas Bumi, menabrak udara dengan energi begitu besar sehingga hancur jadi uap ketika bertabrakan. Spesies manusia yang rapuh berevolusi dibawa selimut pelindung. Meteor lebih besar, seukuran bola golf, memanas dengan cepat tapi tak merata, dan sering pecah menjadi banyak pecahan kecil sebelum menguap. Meteor dengan permukaan yang lebih besar terbakar tapi masih utuh ketika mendarat. Sesudah 4,6 Miliar kali mengelilingi Matahari, Bumi akan sudah menyapu semua puing di jalurnya. Namun dulu keadaannya lebih buruk, selama setengah miliar tahun sesudah pembentukan Matahari dan planet, banyak sekali puing yang menghujani Bumi sehingga panas dari energi tabrakan terus – menerus membuat atmosfer Bumi panas dan kerak Bumi meleleh. Satu tabrakan cukup besar menyebabkan terbentuknya Bulan. Kurangnya besi dan unsur bermassa tinggi lain di Bulan, diketahui dari sampel batu Bulan yang dibawa pulang Apollo, menandakan bahwa Bulan kemungkinan berasal dari kerak dan mantel Bumi yang miskin besi sesuadah terjadi tabnrakan dengan planet purba sebesar Mares yang mencuil Bumi. Puing yang terlepas karena tabrakan berhimpun membentuk satelit yang berkerapatan rendah.  Semua menderita kerusakan yang sama, permukaan Bulan dan Merkurius tanpa udara dan erosi melestarikan sebagian besar kawah berkasa masa itu. Ruang antarplanet juga mengandung batu segla ukuran yang lepas dari Mars, Bulan, dan Bumi akibat tabrakan berkecepatan tinggi.studi komputer atas tabrakan meteror menunjukkan permukaan dekat zona tabrakan bisa terdorong ke atas dengan kecepatan cukup tinggi untuk lepas dari ikatan gravitasi. Berdasarkan jumlah meteorit di Bumi yang berasal dari Mars, sekitar 1000 ton batu Mars jatuh ke Bumi tiap tahun. Jumlah batu bulan juga jatuh mencapai Bumi

 

Sebagian besar asteroid di tata surya berada di sabuk aesteroid utama, zona datar antara orbit Mars dan Jupiter, berdasarkan tradisi, penemu asteroid boleh menamai aesteroid temuannya sesuka hati. Sabuk asteroid berseliweran ditengah tata surya, bermassa total kurang dari 5% massa Bulan, yang tidak melebihi 1% massa Bumi. Gabungan gangguan orbit terus – menerus membuat lintasan sekitar beberapa ribu asteroid bersilangan dengan orbit bumi. Sebagian besar akan menabrak Bumi dalam hitungan 100 juta tahun. Yang garis tengahnya melebihi 1 km akan menabrak dengan eneergi cukup besar untuk mengacau kestabilan ekosistem Bumi dan membuat sebagian besar spesies darat Bumi terancam punah

 

Sabuk Kuiper adalah wilayah melingkar yang penuh komet yang dimulai dari selepas Orbit Neputnunus, mencakup Pluto dan meluas dari Neptunus barangkali sampai sejauh jarak Neptunus ke Matahari, ahli astronomi kelahiran Belanda Gerard Kuiper mengajukan gagasan bahwa dikedalaman Antariksa nan dingin, selepas orbit Neptunus, ada sisa beku dari pembentukan tata surya, tanpa planet masif yang bisa dijauhi, sebagian besar komet akan mengorbit Matahari selama miliaran tahun. Seperti di sabuk asteroid, beberapa objek di sabuk Kuiper memiliki lintasan ekstentrik yang memotong orbit planet lain, Pluto dan Plutino melintasi orbit Neptunus mengelilingi Matahari. Objek sabuk Kuiper lain sampai masuk ke tata surya dalam, melintas orbit planet seenaknya, kelompok ini mencakup Halley

 

Dibalik sabuk Kuiper, setengah jalan ke bintang terdekat, ada daerah berbentuk bola tempat tinggal komet bernama awan Oort memakai nama Jan Oort, ahli astrofisika Belanda yang pertama kali menyimpulkan keberadaannya. Zona itu bertanggung jawab atas komet berperiode panjang yang periode orbitnya jauh lebih panjang daripada masa hidup manusia. Komet Ooort bisa datang ke tata surya dari sudut dan arah manapun. 2 komet paling terang pada 1990. Hale Bopp dan Hyakutake, berasal dari awan Oort dan tidak akan kembali lagi dalam waktu dekat

 

Jupiter akan tampak 10 kali lebih besar daripada Bulan purnama dia angkasa. Wahana antariksa yang mengunjungi Jupesti mesti dirancang agar tak terpengaruh gaya magnet kuat. Seperti ditunjukkan ahli fisika Inggris Michael Faraday pada 1800, jika dilewatkan kawat ke medan mgnet, akan timbul perbedaan tegangan sepanjang kawat karena alasan, wahan antariksa logam berkecepatan tinggi akan mengalami aliran listrik, aliran listrik menimbulkan medan amgnet yang berinteraksi dengan medan magnet diluarnya sehingga bisa menghambat gerak wahana. Ada 56 bulan di semua planet di tata surya, ada selusin yang ditemukan di sekeliling Saturnus. Garis tengah Bulannya Bumi sekitar 1/400 garis tengah Matahari, tapi jaraknya ke Bumi juga 1/400 jarak Matahari ke Bumi, sehingga Matahari dan Bulan berukuran sama di angkasa. Kebetulan yang tak terjadi di kombinasi planet bulan lain di tata surya, memungkinkan terjadinya gerhana Matahari yang fotogenik. Bumi juga terkunci pasang surut dengan Bulan, sehingga periode rotasi Bulan dan revolusi Bulan keliling Bumi identik. Kapanpun dan dimanapun terjadi. Bulan yang terkunci hanya menunjukkan satu wajah ke planet induknya.

Sistem bulan Jupiter punya keanehan. Bulan terdekat Jupiter terkunci pasang surut dan mendapati tegangan struktural karena interaksi dengan Jupiter dan bulan lain, memompa cukup banyak panas kedalam bola kecil untuk membuat batuan didalamnya meleleh, Io adalah tempat dengan  kegunungpun paling aktif setata surya, Bulan Jupiter lain, Europa, punya cukup banyak H20 sehingga mekanisme pemanasannya sama seperti yang berkerja di Io telah melelehkan es dibawah permukaan, membentuk samudra hangat di bawah.

 

Bulan terbesar Pluto, Kharon masing saling mengunci pasang surut: periode rotasi dan revolusi keduanya identik (kunci pasang surut ganda) mirip jurus gulat. Biasanya bulan dinamai tokoh Yunani dalam kehidupan dewa Yunani padanan dewa Romawi yang menjadi nama planet. Dewa punya kehidupan sosial yang ruwet, sehingga ada banyak tokoh yang bisa dipakai namanya. Kecuali bulan Uranus, yang dinamai berdasarkan tokoh sastra britania, Ahli astronomi Inggris Sir William Herschel adalah orang pertama yang menemukan planet selain yang mudah dilihat dengan mata telanjang, dan sudah memberi nama planet dengan Raja Inggris junjungannya. Andai Sir William berhasil, daftar planet bakal menjadi Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, dan George. Nama klasik Uranus dipakai untuk palnet itu beberapa tahun kemudian. Namun saran asli Herschel untuk menamai bulan Uranus menggunakan nama tokoh drama Shakespeare dan puisi Alexander Pope tetap menjadi tradisi sampai hari ini. Di antara 27 bulan Uranus terdapat Ariel, Cordelia, Desdemona, Juliet, Ophelia, Portia, Puck, Umbriel, dan Miranda

 

Matahari kehilangan zat dari permukannya dengan laju sejuta ton lebih per detik (angin surya). Berwujud zarah bermuatan dan berenergi tinggi. Zarah yang bergerak dengan kecepatan sampai lebih dari seribu kilometer per detik melintas antariksa dan terpantul oleh medan magnet planet. Zarah itu membelok ke kutub magnet utara dan selatan, memaksa tabrakan dengan molekul gas sehingga membuat atmosfer berpendar dengan aurora warna – warni. Teleskop Antariksa Hubble melihat aurora dekat kutub Saturnus dan Jupiter.Di Bumi antara borealis dan australis (utara dan selatan) menjadi pengingat pelindung dari atmosfer

 

Atmosfer Buni dijabarkan merentang lusinan/ ribuan kilometer diatas permukaan Bumi. Satelit, di orbit Bumi rendah biasa berada di ketinggian 160 sampai 600 km, menyelesaikan 1 pusaran orbit dalam waktu sekitar 90 tahun, untuk mengatasi sulit bernapas orbit rendah harus mendapat dorongan, jika tidak satelitnya akan jatuh ke Bumi dan terbakar di atmosfer, satu cara lain untuk menentukan ujung atmosfer adalah bertanya dimana kepadatan molekul gasnya sama dengan  kepadatan molekul gas di ruang antarplanet. Tinggi diatas tingkat, sampai 37 ribu km (1/10 jarak ke Bulan), ada satelit komunikasi. Di ketinggian itu atmosfer Bumi bukan hanya tak relevan, kecepatan satelit cukup rendah sehingga mengelilingi Bumi 1 kali sehari. Dengan orbit yang persis mengikuti rotasi Bumi, satelit itu tampak mengambang tak bergerak di atas Bumi, sehingga ideal untuk meneruskan sinyal dari satu bagian permukaan Bumi ke bagian lain

 

Hukum Newton menyatakan bahwa ketika gravitasi planet melemah seiring menjauh darinya, bahwa ketika gravitasi planet melemah siring menjauh, tidak ada jarak dimana kekuatan gravitasi mencapai nol. Planet Jupiter, dengan medan gravitasi yang kuat, mengusir banyak komet yang bisa mengacau di tata surya dalam. Jupiter bertindak sebagai perisai gravitasi Bumi, memungkinkan massa panjang (ratusan juta tahun) relatif damai dan tenang di Bumi. Tanpa perlindungan Jupiter, kehidupan kompleks akan sulit menjadi kompleks karena selalu terancam punah karena tabrakan benda angkasa besar. Memanfaatkan medan gravitasi planet untuk hampir semua wahana yang diluncurkan ke antariksa. Contoh: wahana Cassini yang mengunjungi Saturnus mendapat bantuan gravitasi Venus dua kali, satu kali dari Bumi (ketika terbang melintas), dan satu kali lipat dari Jupiter. Jika tidak wahana kecil tak akan punya kecepatan dan energi yang cukup besar dari roket untuk mencapai tujuan

 

Pada November 2000, asteroid 1994KA yang ditemukan oleh David Levy dan Carolyn Shoemaker di namai 13123 Tyson, banyak asteroid bernama Jody, Harrier, dan Thomas, Merlin, James Bond, dan Santa.

 

Dari Bulan 400 km ke Bumi, NewYork, Paris, dan kemilau Kota bumi tak terlihat sedikitpun, namun masih bisa melihat Front cuaca besar bergerak melintas planet. Dari Mars di jarak terdekat, sekitar 56 juta km, pegunungan bersalju dan tepi benua Bumi akan terlihat lewat teleskip besar biasa. Neptunus, 15 km dari Bumi, masih dekat dalam skala jagat raya  dan Matahari menjadi 1000 kali lebih redup, menempati ruang langit siang seperseribu kali lebih kecil dibanding dilihat dari Bumi, tampak sebagai titik yang tak lebih terang daripada bintang pudar, tapi hilang di tengah teragnya Matahari

 

Voyager I menunjukkan betapa kecil Bumi tampak dari antariksa nanjauh: titik biru pucat, sebagaimana dijuluki ahli astrofisika Amerika Carl Sagan. Makhluk asing akan melihat  biru yang jadi pertama, air menutupi lebih dari 2 / 3 permukaan Bumi, Samudra Pasifik mencakup hampir satu sisi planet, perician garis pantai, memberi kesan airnya cair, suhu, dan tekanan atmosfer di kisaran tertentu. Tudung es kutub Bumi yang meluas dan menyusut karena variasi suhu musiman, dapat dilihat dengan cahaya tampak, rotasi 24 jam planet, karena massa daratan yang bisa dikenali tampak pada waktu yang bisa diprediksi, sistem cuaca besar timbul dan lenyapo dengan pengamatan cermat dapat membedakan ciri awan di amosfer dan ciri permukaan Bumi

 

Eksoplanet terdekat planet yang mengobirt bintang selain Matahari, ditemukan disistem bintang Alpha Centauri, kira 4 tahun cahaya dan lebih mudah dilihat di belahan Bumi Selatan. Berjarak lusinan sampai ratusan tahun cahaya. Kecerlangan Bumi kurang dari satu per semiliar kecerlangan Matahari, dan kedekatan planet  ke Matahari mempersulit melihat Bumi secara langsung dengan telekskop cahaya tampak. Jika makhluk asing menemukan, mungkin akan mencari di panjang gelombang selain cahaya tampak, misal inframerah dimana kecelangan Bumi lebih baik dibanding Matahari lebih baik ketimbang dalam cahaya tampak

 

Goyangan periodik bintang menunjukkan keberadaan planet yang mengorbit tapi terlalu redup untuk dilihat langsung, suatu planet tak mengorbit bintang induknya. Planet dan bintang induknya mengitari pusat massa bersama di antara keduanya. Makin masif planetnya, makin besar tanggapan bintang, dan makin kentara goyang bila cahaya bintang dianalisis. Bagi makhluk asing, Bumi sangat kecil sehingga hampir tak menggoyang Matahari

 

Teleskop Kepler NASA, yang dirancang dan disetel untuk menemukan planet mirip Bumi di sekeliling bintang mirip Matahari, menggunakan metode deteksi lain, Kepler mencari bintang kecerlangan totalnya turun sedikit pada jangka waktu teratur. Jalur pandang Keple untuk melihat satu bintang menjadi lebih sedikit lebih redup karena salah satu planetnya melintas, ciri permukan bintang tak terlihat, Kepler sekadar melacak perubahan di cahaya total bintang, tapi dengan cara menambah ribuan eksoplanet ke katalog, termasuk ratusan sistem bintang berplanet banyak. Mengetahui ukuran eksoplanet, periode orbitalnya, dan jarak orbit dari bintang induk. Massa planet bisa diperkirakan juga, ketika Bumi melintas didepan Matahari yang selalu terjadi bagi satu jalur pandangan di galaksi menghalangi 1/10000 permukaan Matahari, sehingga meredupkan cahaya total Matahari sampai 1/10000 kecerlangan normalnya

 

Gelombang radio dan gelombang mikro barangkali ampuh, makhluk asing menguping sesuatu seperti teleskop radio selebar 500 meter di Provinsi Guizhou, Tiongkok bahkan seperti televisi, telepon seluler, oven gelombang mikro, pembuka pintu garasi, kunci mobil, radar komersial, radar militer dan satelit komunikasi, menyebar banyak gelombang frekuensi panjang, karena planet kecil berbatu hampir tak memancarkan gelombang radio, mereka tak mampu membedakan sinyal Bumi dari sinyal planet lain yang lebih besar di tata surya, semuanya sumber gelombang radio yang cukup besar terutama Jupiter. Mereka gagal membedakan pancaran radio Bumi dengan yang berasal dari Matahari, sehingga terpaksa menyimpulkan bahwa Matahari adalah jenis baru bintang pemencar radio

 

Ahli astrofisika di Bumi, di University of Cmabridge Inggris, mengalami masalah pada 1967, ketika menatau langit dengan teleskop radio untuk mencari sumber gelombang radio, Anthony Hewish dan timnya menemukan sesuatu yang aneh, objek berdenyut dengan interval tepat yang berulang tiap sedikit di atas sedetik. Jocelyn Bell yang pertama memperhatikan. Kolega Bell menyadari bahwa denyut sinyal datang dari jarak jauh. Gagasan bahwa sinyalnya berasal dari teknologi. Budaya lain yang memancarkan bukti aktivitasnya melintas antariksa sukar ditolak. Kosmokimia bergantung pada spektroskopi, analisis cahya dengan spektrometer, dengan menggunakan alat dengan menggunakan alat dan taktik spektroskopi, ahli kosmokimia bisa menyimpulkan keberadaan kehidupan di sautu eksoplanet, tiap molekul menyerap, memancarkan, memantulkan, dan memencarkan cahaya dengan cara unik, lewatkan cahaya di spektrometer maka akan temukan ciri yang bisa disebut sidik jari kimia.  Sidik jari yang paling kentara dibuat oleh zat kimia yang dipengaruhi oleh zat kimia yang paling dipengaruhi tekanan dan suhu lingkungan. Atmosfer planet kaya ciri seperti itu. Dan jika suatu planet penuh flora dan fauna, atmosfernya akan kaya tanda biologis bukti kehidupan di spektrum, baik itu biogenik (dihasilkan sembarang/semua bentuk kehidupan), antropogenik (dihasilkan spesies Homo Sapiens yang tersebar luas), mauoun teknogenik (dihasilkan teknologi), bukti nyata sukar ditemukan, bumi harus melintas didepan Matahari/ sumber cahaya lain, agar cahaya menembus atmosfer lalu berlanjut hingga sampai ke makhluk asing, zat Bumi dapat berinteraksi dengan cahya, memberi tanda untuk dilihat

 

Beberapa molekul, amonia, karbondioksida, ari banyak ditemukan di alam semesta, dengan/ tanpa kehadiran kehidupan. Tanda biologis lain yang dideteksi adalah kadar molekul metana yang ajek di Bumi, 2/ 3 metana di Bumi dihasilkan kegiatan terkait manusia seperti produksi bahan bakar, pertanian padi, serta sendawa dan kentut hewan ternak. 1/3 dari sumber alami, termasuk pembusukan tumbuhan dilahan basah dan gas buang rayap, namun, ditempat oksigen yang bebasnya jarang, pembentukan metana tak selalu memerlukan kehidupan, titan, tempat sapi dan rayap tidak ada

 

Jika makhluk asing memantau Bumi malam ketika mengorbit bintang induk, akan melihat kenaikan natrium dari penggunaan lampu jalan uap natrium yang dinyalakan pada senja hari di kota dan pinggir kota. Semua oksigen bebas yang menyusun 1/5 astmosfer. Oksigen adalah unsur ketiga terbanyak dijagar raya sesudah hidrogen dan helium, aktif secara kimia dan mudah terikat dengan atom hidrogen, karbob, nitrogen, slikon, belerang, besi, dan lain. Oksigen bahkan berikatan dengan sesama oksigen. Jadi keberadaan oksigen dalam keadaan stabil disebabnya melepasnya untuk mengimbanginya yang diikat. Di Bumi, pelepasan oksigen berhubungan dengan kehidupan. Fotosintesis yang dilakukan tumbuhan dan banyak bakteri, menciptakan oksigen bebas di samudra dan atmosfer. Oksigen bebas pada gilirannya memungkinkan keberadaan kehidupan dengan metabolisme oksigen termasuk manusia dan praktis semua hewan lain. Emtana tak stabil secara kimia, dan antropogenik, metana punya sumber tak hidup, mereka akan beramsunsi planet dengan teknologi maju pasti dihuni bentuk kehidupan cerdas, yang boleh jadi sibuk mencaritahu cara kerja alam semesta dan menggunakan hukum alam untuk keutungan pribadi/ bersama. Jika sidik jari atmosfer Bumi diteliti, tanda biologis manusia akan mencakup juga asam sulfat, karbonat, dan nitrat, serta komponen lain asap kabut dari pembakaran bahan bakar fosil. Makhluk asing lebih maju secara sosial, budaya, dan teknologi daripada akan menafsirkan tanda biologis sebagai bukti menyakinkan ketiadaan kehidupan cerdas di Bumi.

 

Eksoplanet pertama ditemukan 1955, jumlahnya sudah menembus 3 ribu, sebagian besar ditemukan di kawasan kecil Bimasakti sekitar tata surya. Galaksi berisi lebih dari 100 miliar bintang, dan alam semesta yang dikenal berisi beberapa ratus miliar galaksi,  pencarian kehidupan alam semesta mendorong pencarian eksoplanet yang menyerupai Bumi, tidak terperinci tapi secara umum miirp, memberi kesan ada sampai 4 miliar planet mirip Bumi di Bimasakti.

 

4 unsur paling lazim di Bumi, hidrogen, oksigen, karbon, dan nitrogen. Karbon adalah dasar biokimia. Kemungkinan kita bukan berasal dari bumi karena ketika suatu asteroid besar menabrak planet daerah disekelilingnya bisa melonjak karena energi tabrakan melemparkan bebatuan ke antariksa, bebatuan bisa pergi dan mendarat dipermukaan bumim kedua mikroorganisme bisa tangguh. Makhluk hidup ekstemofil di Bumi bisa bertahan hidup di berbagai suhu, tekanan, dan radiasi yang terjadi dalam perjalanan antariksa, jika batu yang terlontar karena tabrakan berasal dari planet dengan kehidupan, fauna mikroskopik bisa terbawa di celahnya. Ketiga, bukti memberikan kesan bahwa tak lama sesudah pembentukan tata surya, Mars basah dan subur, bahkan sebelum Bumi memiliki kondisi seperti itu, kehidupan bisa saja dimulai di Mars dan kemudian menjadi benih kehidupan di Bumi, suatu proses yang dikenal sebagai panspermia, menerima serangan terbar multisemesta