LEAP: Sinyal Radio, si Pencari Kehidupan


97
97 points
LEAP: Sinyal Radio, si Pencari Kehidupan

Artikel ke-6 terbaik LS Kontes Esai Artikel Astronomi Populer (LEAP)
Penulis: Erina Prastyani (Kulon Progo, DI Yogyakarta)

Jika Anda mendengar kata "radio", apa yang mungkin Anda pikirkan? Ya, alat yang dapat digunakan untuk mendengarkan siaran berita, musik, talk show yang diselenggarakan oleh penyiar radio. Namun, apakah penggunaan radio hanya sebatas itu? Sebelum populer digunakan sebagai media hiburan, penggunaan radio hanya terbatas untuk kepentingan maritim atau perang. Pada saat ini, radio digunakan sebagai alat komunikasi untuk mengirim dan menerima pesan telegraf dari dan ke daratan oleh kapal perang di laut.

Berdasarkan Kamus Besar Bahasa Indonesia, "radio" adalah siaran (transmisi) suara atau suara di udara. Sementara itu, menurut Oxford Living English Dictionary, "radio" memanfaatkan proses transmisi gelombang elektromagnetik pada frekuensi radio yang membawa pesan suara. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang tidak memerlukan media sebagai media perambatan, sehingga gelombang ini mampu melewati ruang kosong. Lalu, bagaimana radio bisa menghadirkan suara yang bisa kita dengar? Siaran radio yang bisa kita dengar, tentu saja, telah mengalami mekanisme yang akhirnya mencapai telinga kita. Radio terdiri dari beberapa komponen elektronik yang mampu menangkap sinyal radio di udara dan mengubahnya menjadi suara yang dapat kita dengarkan. Alat yang mampu mentransmisikan sinyal radio disebut pemancar. Sinyal radio yang dipancarkan oleh pemancar kemudian bergerak melalui udara dari tempat yang jauh untuk mencapai instrumen penerima yang disebut penerima. Dalam hal ini, radio bertindak sebagai instrumen penerima (receiver). Sinyal radio yang ditransmisikan dapat berisi informasi dalam bentuk konten hiburan dan komunikasi. Namun, apakah informasi yang dapat dibawa oleh sinyal radio hanya terbatas pada konten hiburan dan komunikasi?

Gambar 1. Teleskop radio yang memanfaatkan perambatan gelombang radio dalam rentang frekuensi 10MHz hingga 1THz (diambil dari slide kuliah John McKean, n.d)

Gambar 1. Teleskop radio yang memanfaatkan perambatan gelombang radio dalam rentang frekuensi 10MHz hingga 1THz (diambil dari slide kuliah John McKean, n.d)

Dalam astronomi, istilah yang dikenal sebagai "astronomi radio" dikenal. Radio astronomi adalah cabang astronomi untuk mendeteksi benda-benda luar angkasa berdasarkan emisi sinyal radio yang dipancarkan oleh benda-benda ini. Oleh karena itu, objek di ruang angkasa yang memancarkan sinyal radio dapat disebut pemancar. Lalu, apa yang bisa disebut penerima? Di bumi, perangkat yang dapat dikategorikan sebagai instrumen yang menerima emisi sinyal radio dari luar angkasa adalah teleskop radio. Tidak seperti teleskop optik yang dulunya lebih populer di kalangan astronom untuk "mengamati" alam semesta, kini teleskop radio tidak kurang populer digunakan untuk "mendengarkan" alam semesta. Sebuah teleskop radio diprediksi memiliki kemampuan yang lebih besar daripada teleskop optik. Ini karena teleskop radio memanfaatkan perambatan gelombang radio yang termasuk dalam spektrum gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi terkecil dengan panjang gelombang terpanjang (Gambar 1). Karena memiliki panjang gelombang terpanjang, teleskop radio mampu "mendengarkan" sinyal radio yang dipancarkan oleh alam semesta yang bisa sangat jauh dari bumi.

Dalam memahami perambatan sinyal radio dari luar angkasa, tentu saja tidak lepas dari perkembangan ilmu tentang spektrum elektromagnetik. James Clerk Maxwell (1831-1879) berhasil mengembangkan teori elektromagnetisme yang memuat Hukum Induksi Faraday dan Hukum Ampere-Maxwell dan formulasi yang formulasinya dapat dilihat pada (1.1) dan (1.2).

Persamaan (1.1) adalah Hukum Induksi Faraday tentang elektromagnetisme yang secara fisik berarti bahwa rotasi medan listrik dapat dihasilkan dari perubahan medan magnet sehubungan dengan waktu. Hukum Induksi Faraday tentang elektromagnetisme menjelaskan fenomena induksi elektromagnetik.

Fenomena propagasi spektrum elektromagnetik yang terjadi pada sinyal radio dari luar angkasa memungkinkan sinyal radio ini menempuh jarak yang sangat jauh untuk mencapai bumi bahkan tanpa media propagasi. Sinyal radio yang berasal dari luar angkasa pertama kali terdeteksi oleh Karl Jansky pada 1930-an (Gambar 2). Sejak itu, perkembangan astronomi radio dimulai.

<img width = "229" height = "300" src = "https://i1.wp.com/langitselatan.com/wp-content/uploads/2019/08/Karl-Jansky.jpg?fit=229%2C300&ssl = 1 "class =" lampiran-ukuran sedang-sedang "alt =" Gambar 2. Karl Jansky pada tahun 1933. Kredit: NRAO / AUI / NSF "diuraikan olehby =" galeri-2-29544 "data-attachment-id =" 29544 "data-permalink =" https://langitselatan.com/2019/08/26/leap-s Sinyal-radio-si-parier-kelife / karl-jansky / "data-orig-file =" https: // i1 .wp.com / langitselatan.com / wp-content / uploads / 2019/08 / Karl-Jansky.jpg? fit = 343% 2C450 & ssl = 1 "data-orig-size =" 343.450 "data-komentar-dibuka = "1" data-image-meta = "{" aperture ":" 0 "," credit ":" "," camera ":" "," caption ":" "," Created_timestamp ":" 0 "," hak cipta ":" "," focal_length ":" 0 "," iso ":" 0 "," shutter_speed ":" 0 "," title ":" "," orientasi ":" 0 "}" data-image- title = "Karl Jansky" data-image-description = "

Gambar 2. Karl Jansky pada tahun 1933. Kredit: NRAO / AUI / NSF

"data-medium-file =" https://i1.wp.com/langitselatan.com/wp-content/uploads/2019/08/Karl-Jansky.jpg?fit=229%2C300&ssl=1 "data-large- file = "https://i1.wp.com/langitselatan.com/wp-content/uploads/2019/08/Karl-Jansky.jpg?fit=343%2C450&ssl=1" />

Gambar 2. Karl Jansky pada tahun 1933. Kredit: NRAO / AUI / NSF

<img width = "219" height = "300" src = "https://i2.wp.com/langitselatan.com/wp-content/uploads/2019/08/Grote-Reber.jpg?fit=219%2C300&ssl = 1 "class =" lampiran-ukuran sedang-sedang "alt =" Gambar 3. Grote Reber pada tahun 1995. Kredit: National Astronomy Radio Observatory "aria-dijelaskan oleh =" gallery-2-29546 "data-attachment-id =" 29546 "data-permalink =" https://langitselatan.com/2019/08/26/leap-s signal-radio-si-pemari-kem / // grote-reber / "data-orig-file =" https: / / i2. wp.com/langitselatan.com/wp-content/uploads/2019/08/Grote-Reber.jpg?fit=328%2C450&ssl=1 "data-orig-size =" 328.450 "data-komentar-dibuka = "1" data-image-meta = "{" aperture ":" 0 "," credit ":" "," camera ":" "," caption ":" "," Created_timestamp ":" 0 "," hak cipta ":" "," focal_length ":" 0 "," iso ":" 0 "," shutter_speed ":" 0 "," title ":" "," orientasi ":" 1 "}" data-image-title = "Grote Reber" data-image-description = "

Gambar 3. Grote Reber pada tahun 1995. Kredit: Observatorium Astronomi Radio Nasional

"data-medium-file =" https://i2.wp.com/langitselatan.com/wp-content/uploads/2019/08/Grote-Reber.jpg?fit=219%2C300&ssl=1 "data-large- file = "https://i2.wp.com/langitselatan.com/wp-content/uploads/2019/08/Grote-Reber.jpg?fit=328%2C450&ssl=1" />

Gambar 3. Grote Reber pada tahun 1995. Kredit: Observatorium Astronomi Radio Nasional

Pada tahun 1933, ketika bekerja di Bell Telephone Laboratory, Karl Jansky, seorang teknisi komunikasi, menemukan emisi sinyal radio "aneh" yang mengganggu komunikasi antar negara dan antar benua pada waktu itu. Emisi sinyal radio ini adalah dalam bentuk sinyal radio tak terduga yang amplitudo selalu memuncak pada waktu-waktu tertentu (Gambar 4). Karena perilakunya yang aneh, Jansky curiga bahwa sinyal radio ini berasal dari luar angkasa dan menyebutnya emisi radio kosmik. Namun, selain Jansky, sebagian besar koleganya tidak percaya pada "suara" alam semesta yang mungkin diamati oleh Jansky. Pada tahun 1937, Grote Reber (Gambar 3) membangun piringan parabola 32 kaki di Wheaton, Illinois dan mulai mencoba menemukan sinyal radio yang sebelumnya ditemukan oleh Jansky. Pada tahun 1940, Reber berhasil mendeteksi emisi kosmik statis yang mirip dengan temuan Jansky pada 160 MHz (frekuensi terkecil dari berbagai rentang frekuensi yang diamati oleh Reber). Reber menemukan bahwa emisi radio terdeteksi lebih kuat pada frekuensi terkecil yang memiliki panjang gelombang terpanjang (Ekers, R. D., 2014). Pengembangan parabola yang diprakarsai oleh Reber pada tahun 1937 menjadi titik awal untuk pengembangan teknologi astronomi radio dalam bentuk teleskop radio. Bagaimana Anda menggambarkan struktur parabola, yang selanjutnya disebut sebagai teleskop radio, yang mampu "mendengarkan" sinyal radio dari alam semesta?

Gambar 4. Tumpukan sinyal berhasil direkam oleh Jansky pada tahun 1933. Tumpukan sinyal dianggap sinyal radio yang berasal dari luar angkasa (diambil dari slide kuliah Khadija El Bouchefry, 2018)

Gambar 4. Tumpukan sinyal berhasil direkam oleh Jansky pada tahun 1933. Tumpukan sinyal dianggap sinyal radio yang berasal dari luar angkasa (diambil dari slide kuliah Khadija El Bouchefry, 2018)

Berdasarkan Gambar 4, sederhananya, teleskop radio terdiri dari beberapa komponen termasuk: antena, penerima, parabola, penguat, dan komputer. Antena dan penerima teleskop berfungsi untuk menemukan dan menangkap sinyal radio, sedangkan antena piringan memfokuskan sinyal radio yang diterima oleh antena untuk diteruskan ke penerima. Amplifier berfungsi untuk memperkuat sinyal radio yang diterima dengan sukses oleh penerima. Komputer berfungsi sebagai instrumen yang digunakan untuk menampilkan pengamatan astronomi melalui teleskop radio (Dallacasa, n.d).

Gambar 4. Struktur teleskop radio yang digunakan untuk pengamatan astronomi (diambil dari slide kuliah Daniele Dallacasa, n.d)

Gambar 4. Struktur teleskop radio yang digunakan untuk pengamatan astronomi (diambil dari slide kuliah Daniele Dallacasa, n.d)

Setelah Perang Dunia II berakhir, banyak teleskop radio berhasil dibangun di bumi, bahkan beberapa di antaranya memiliki diameter sangat besar (Baez, n.d). Teleskop radio Dwingeloo yang terletak di Belanda dibangun pada tahun 1956 dengan diameter 25 meter. Pada tahun 1957, di Inggris (tepatnya di Jodrell Bank Observatory) teleskop radio berdiameter 76 meter juga dikenal sebagai teleskop radio Lovell. Sedangkan di Australia, teleskop radio Parkes dibangun pada tahun 1961 dengan diameter 64 meter. Bersamaan dengan pembangunan teleskop radio Parkes, di Afrika Selatan juga dibangun teleskop radio bernama HartRAO dengan diameter 26 meter. Teleskop radio Arecibo dibangun pada tahun 1963 di AS dengan diameter mencapai 305 meter! Arecibo Telescope telah menjadi salah satu teleskop radio terbesar yang berhasil dibangun di bumi. Sembilan tahun kemudian, di Jerman, sebuah teleskop radio dengan diameter 100 meter dibangun yang dinamai teleskop radio Effelsberg. Selain teleskop radio Arecibo, pada 1991-2000, di AS juga dibangun teleskop radio bernama Green Bank Telescope yang berdiameter 100 meter (El Bouchefry, 2018). Teleskop radio ini telah berhasil mendeteksi sinyal radio yang dipancarkan oleh benda-benda di ruang angkasa. Beberapa pengamatan yang dilakukan menggunakan teleskop radio telah menghasilkan pengamatan dalam bentuk pulsar, quasar, dan radio galaksi (Baez, n.d). Namun, para astronom masih "haus" untuk informasi tentang alam semesta yang dapat diungkapkan melalui teleskop radio. Meskipun dapat dikatakan bahwa kemampuan teleskop radio untuk mengungkap alam semesta jauh lebih baik daripada teleskop optik, kendala yang dialami oleh teleskop radio pada waktu itu adalah resolusi terbatas yang ditampilkan pada pengamatan. Resolusi sangat penting dalam pengamatan untuk menampilkan pengamatan objek ruang, terutama yang terletak sangat jauh. Berdasarkan persamaan (1.3), resolusi akan lebih baik jika diameter pelat teleskop diperbesar. Namun, untuk memperbesar diameter teleskop tentu membutuhkan biaya konstruksi dan perawatan yang cukup besar. Belum lagi kekuatan pondasi yang harus diperhitungkan untuk mendukung teleskop dengan diameter cakram yang besar.

Untuk mengatasi kendala terkait resolusi teleskop radio yang terbatas, para astronom menggunakan interferometer radio. Radio interferometer adalah susunan beberapa teleskop radio tunggal yang digunakan untuk pengamatan astronomi simultan atau bersamaan. Interferometer radio dibangun dengan maksud mensimulasikan teleskop radio dengan diameter parabola besar. Berbeda dengan teleskop radio tunggal, interferometer radio akan menghasilkan resolusi yang lebih baik jika garis dasar atau jarak antara teleskop dibuat lebih besar (Gambar 5).

Gambar 5. Salah satu contoh interferometer radio. Garis dasar adalah jarak antara susunan teleskop radio. Kredit: Observatorium Astronomi Radio Nasional

Gambar 5. Salah satu contoh interferometer radio. Garis dasar adalah jarak antara susunan teleskop radio. Kredit: Observatorium Astronomi Radio Nasional

Beberapa interferometer radio yang telah dibangun dan dioperasikan adalah Australia Telescope Compact Array (ACTA) yang dibangun di Narrabri, Australia, yang terdiri dari susunan 6 teleskop radio dengan diameter masing-masing 22 meter. Pada tahun 1970, interferometer radio Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) dibangun yang terdiri dari 14 teleskop radio dengan diameter masing-masing teleskop 25 meter. Sedangkan di AS, tepatnya di Soccoro, interferometer radio Very Large Array (VLA) juga dibangun pada 1973-1980 dengan pengaturan 27 teleskop radio tunggal dengan diameter masing-masing 25 meter. Pada tahun 1995, di India, interferometer radio Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) dibangun menggunakan 30 array teleskop radio tunggal dengan diameter masing-masing 45 meter. Berbeda dengan mayoritas susunan teleskop radio di berbagai belahan dunia, Belanda membangun interferometer radio yang disebut Low-Frequency Array (LOFAR) yang terdiri dari 20.000 susunan antena dipol yang mencapai diameter 1000 km. Selain VLA, interferometer radio di AS juga dibuat menggunakan teknik Very Long Baseline Array (VLBA). VLBA terdiri dari 10 teleskop radio tunggal yang tersebar di berbagai negara bagian Amerika Serikat dengan diameter masing-masing 25 meter. Selain VLBA, untuk meningkatkan resolusi pengamatan interferometer radio, teknik yang digunakan adalah Very Long Baseline Interferometry (VLBI) yang memanfaatkan susunan teleskop yang tersebar di seluruh dunia untuk "mendengarkan" secara simultan sinyal radio yang datang dari alam semesta. . Saat ini, para ilmuwan dan astronom sedang merencanakan proyek bersama yang disebut The Square Kilometer Array (SKA). Proyek SKA adalah proyek internasional untuk membangun susunan teleskop radio terbesar yang pernah ada dengan memanfaatkan satu juta meter kubik area penangkapan sinyal radio. Pengembangan proyek SKA terletak di Afrika Selatan dan Australia Barat.

Pengembangan dan pembangunan teleskop radio juga tidak terlepas dari tujuan para astronom untuk mencari kehidupan lain di luar angkasa. Komunikasi dengan makhluk luar angkasa telah dibangun oleh para astronom sejak Nikola Tesla pada tahun 1899 secara tidak sengaja "menangkap" sinyal radio yang terpola dan sistematis yang diperkirakan berasal dari makhluk luar angkasa. Salah satu teleskop radio yang digunakan oleh para astronom untuk membantu "berkomunikasi" dengan makhluk luar angkasa adalah Allen Telescope Array, yang terletak di Pegunungan Cascade, di utara Lassen Peak, California. Allen Telescope Array termasuk dalam kategori interferometer radio yang disusun oleh beberapa teleskop untuk menangkap sinyal radio, sinyal yang dapat menunjukkan keberadaan kehidupan selain di bumi. Meskipun rekaman sinyal radio yang diterima oleh Allen Telescope Array belum menunjukkan tanda-tanda keberadaan "makhluk hidup" di luar bumi, para astronom tidak gosong untuk mencari. Melalui proyek Observatorium Luar Angkasa Kepler yang juga menggunakan sinyal radio, para astronom berusaha menemukan planet selain Bumi yang memiliki karakteristik layak huni seperti bumi. Dari 974 kandidat planet (2014), 86 di antaranya memiliki suhu antara -50 hingga 100 derajat Celcius, memiliki radius lebih kecil dari bumi, dan periode orbit lebih dari 50 hari. Kondisi ini diduga membuat planet ini menjadi planet yang bisa dihuni oleh makhluk hidup.

Pencarian makhluk hidup lain selain manusia di luar angkasa bukan tidak mungkin. Juga tidak mustahil bagi kita, sebagai manusia, untuk hidup sendiri di alam semesta yang luas ini. Namun sayangnya, seperti yang pernah dikatakan Frank Drake, kendala utama yang kita alami, seperti pengamat astronomi, kita tidak bisa mengarahkan antena teleskop kita ke arah yang benar dengan frekuensi yang tepat untuk mendeteksi keberadaan "makhluk hidup" lain di alam semesta. Bagaimanapun, komunikasi dalam bentuk sinyal radio yang dikirim oleh para astronom ke luar angkasa, mungkin hanya sampai di tujuannya selama beberapa dekade cahaya. Mungkin inilah yang menyebabkan "panggilan" astronom belum mendapatkan jawaban dari penerima, karena bahkan "panggilan" itu belum mencapai tujuannya. Bahkan jika para astronom akhirnya mendapatkan jawaban dari "mereka", ketika jawabannya mencapai bumi – yang telah melewati puluhan tahun cahaya -, para astronom tidak dapat memastikan apakah kehidupan yang menjawab panggilan itu masih ada.

Bibliografi:

Majalah Astrobiology. 2014. "SETI Mencari Calon Kepler untuk Sinyal Kehidupan". 18 Agustus 2014. Diakses 22 Februari 2019. https://www.astrobio.net/alien-life/seti-searches-kepler-candidates-signals-life/.
Baez, Getsemary. tidak Sejarah Astronomi Radio: Membaca untuk Siswa SMA.
Dallacasa, D. n.d. Instrumen untuk Radioastronomi (saat ini dan masa depan).
Ekers, R. D. 2014. Pertumbuhan Astronomi Radio. Seri Konferensi ASI, 13, 1-11.
El Bouchefry, Khadija. 2018. Slide Kuliah tentang Sejarah Radio Astronomi: Past to Present. Leiden / Swinburne: ASTRON.
Fleisch, D. 2008. Panduan Siswa untuk Persamaan Maxwell. Cambridge: Cambridge University Press.
Garrett, Mike. tidak Slide Slide tentang Astronomi Radio: Gambaran Umum Couse, pengantar Astronomi Radio (perspektif historis). Observatorium Astronomi Radio Hartebeesthoek.
George, M., Orchiston, W. 2015. Sejarah Astronomi Radio Frekuensi Rendah Awal di Australia. Jurnal Sejarah dan Warisan Astronomi, 18, 14-22.
Kamus Bahasa Inggris Oxford Living. tidak "Radio". tidak Diakses pada 15 April 2019. https://en.oxforddictionaries.com/definition/radio.
Kamus Besar Bahasa Indonesia. tidak "Radio". tidak Diakses 22 Februari 2019. https://kbbi.web.id/radio.
McKean, John. tidak Pengantar Astronomi Radio. Belanda: Institut Astronomi Radio Belanda.
Murdin, Paul. 2013. Apakah Kita Diperhatikan? Pencarian untuk Kehidupan di Kosmos. London: Thames & Hudson Ltd.
Pengamat Astronomi Radio Nasional. tidak "Radio Waves Tell Us Universe". tidak Diakses pada 15 April 2019. https://public.nrao.edu/blogs/radio-waves-tell-us-universe/.
Berita Sains untuk Siswa. 2012. "Kehidupan Di Luar Bumi". 27 Juni 2012. Diakses 22 Februari 2019. https://www.sciencenewsforstudents.org/article/life-beyond-earth.
SETI Institute. tidak "Gambaran Umum Array Allen Telescope". tidak Diakses 22 Februari 2019. https://www.seti.org/ata.
Teleskop SKA. tidak "Apa itu Astronomi Radio". tidak Diakses 22 Februari 2019. https://www.skatelescope.org/radio-astronomy/.
Langit dan Teleskop. 2014. "Apa itu Astronomi Radio". 14 Juli 2014. Diakses 22 Februari 2019. https://www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/radio-astronomy/

Seperti ini:

Suka Memuat …


What's Your Reaction?

hate hate
0
hate
confused confused
0
confused
fail fail
0
fail
fun fun
0
fun
geeky geeky
0
geeky
love love
0
love
lol lol
0
lol
omg omg
0
omg
win win
0
win
admin

0 Comments

Your email address will not be published. Required fields are marked *