Alam semesta yang dapat diamati: seberapa jauh kita bisa melihat?

Mengapa 46, bukan 13,8? Alam semesta mengembang saat cahaya sedang menempuh perjalanan. Bayangkan seorang pelari di lintasan yang sedang diregangkan: saat ia berlari, garis akhir bergerak semakin jauh. Cahaya yang baru saja sampai kepada kita meninggalkan sumbernya sejak lama, ketika sumber itu jauh lebih dekat. Selama cahaya menempuh perjalanan, sumbernya terbawa menjauh oleh ruang yang mengembang. Saat ini, sumber tersebut berjarak sekitar 46 miliar tahun cahaya dari kita.

Alam semesta berusia sekitar 13,8 miliar tahun (Planck 2018: 13,787 miliar, kurang lebih 0,020 miliar). Cahaya hanya bisa sampai kepada kita dari tempat-tempat yang cukup dekat sehingga cahayanya dapat tiba dalam waktu tersebut. Apa pun yang lebih jauh tidak terlihat, karena cahayanya belum sampai kepada kita. Bola dari segala sesuatu yang pada prinsipnya bisa kita lihat disebut alam semesta teramati. Kita berada di pusatnya, karena alam semesta itu ditentukan oleh apa yang sampai kepada kita.

Apakah jari-jarinya 13,8 miliar tahun cahaya? Hampir, tetapi tidak. Jari-jarinya sekitar 46,5 miliar tahun cahaya (jadi lebarnya sekitar 93 miliar tahun cahaya).

Mengapa 46, bukan 13,8? Karena ruang mengembang saat cahaya sedang menempuh perjalanan. Bayangkan seorang pelari di lintasan yang sedang diregangkan: saat ia berlari, garis akhir bergerak semakin jauh. Cahaya yang baru saja sampai kepada kita meninggalkan sumbernya sejak lama, ketika sumber itu jauh lebih dekat. Selama cahaya menempuh perjalanan, sumbernya terbawa menjauh oleh ruang yang mengembang. Saat ini, sumber tersebut berjarak sekitar 46 miliar tahun cahaya dari kita.

Ada dua jarak yang berbeda:

• jarak tempuh cahaya (13,8 miliar tahun cahaya untuk cahaya tertua), dan
• jarak saat ini, setelah peregangan (hingga 46,5 miliar tahun cahaya). Para astronom menyebutnya jarak comoving; kita akan membahasnya lagi di Dunia 2.

Materi yang memancarkan cahaya tertua yang dapat kita lihat hanya berjarak sekitar 40 juta tahun cahaya dari materi kita sendiri saat cahaya itu dipancarkan.

Tepi pandangan, bukan tepi ruang. Tepi alam semesta teramati seperti cakrawala di laut. Kamu tidak bisa melihat melewatinya, tetapi itu tidak berarti laut berhenti di sana. Seseorang yang berdiri di cakrawala akan melihat cakrawalanya sendiri, dengan dirinya sebagai pusat. Hal yang sama berlaku untuk alam semesta: tidak ada tepi yang diketahui. Kita belum tahu apakah seluruh alam semesta berhingga atau tak berhingga; yang bisa kita katakan hanyalah bahwa ukurannya setidaknya sebesar bagian yang kita lihat, dan mungkin jauh lebih besar.

Ada berapa galaksi? Alam semesta teramati berisi ratusan miliar hingga sekitar dua triliun galaksi. Perkiraannya terus berubah seiring teleskop menjadi lebih baik, jadi satu angka tertentu hanyalah tebakan dengan rentang yang lebar.

Benda-benda terjauh yang kita lihat. Ada dua rekor.

• Galaksi terjauh yang sejauh ini terlihat, yang ditemukan oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), terlihat seperti keadaannya kurang dari 300 juta tahun setelah Big Bang (Dunia 7).
• Cahaya tertua dari semuanya adalah latar belakang gelombang mikro kosmik (Dunia 4), yang dilepaskan sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang. Sebelum itu, alam semesta adalah kabut bercahaya yang tidak tembus pandang, jadi kita tidak bisa melihat lebih jauh ke masa lalu dengan cahaya. Itulah cakrawala kita yang sebenarnya.