Penjelasan Astrofisika

Astrofisika (dari bahasa Yunani aster: bintang, benda langit dan fisis: ilmu alam, fisika) adalah cabang interdisipliner astronomi, berdasarkan fisika dan kimia, yang awalnya terdiri dari pengukuran dan penjelasan pergerakan bintang (bintang, planet, galaksi, medium antarbintang misalnya).

Baru pada pertengahan abad ke-19 astrofisika, dalam pengertian modern, lahir dengan ditemukannya hukum spektroskopi oleh fisikawan Gustav Kirchhoff dan ahli kimia Robert Bunsen, keduanya orang Jerman. Ini akan memungkinkan untuk benar-benar mempelajari sifat fisik bintang, yaitu suhunya, komposisi kimianya, medan magnetnya, dll… dan akhirnya menjelaskan asal usul sifat-sifat ini dan tidak hanya melakukan pengamatan tentangnya.

Kita dapat mengatakan bahwa semuanya dimulai pada tahun 1814 dengan pengamatan peneliti Jerman lainnya, Joseph von Fraunhofer, yang menemukan bahwa sinar matahari dapat dipecah menjadi spektrum garis berwarna, karena disebut garis Fraunhofer.

Siapa ahli astrofisika pertama?

Aristoteles, yang merupakan filsuf pertama yang mempromosikan metode ilmiah untuk teori global yang koheren tentang fisika bintang-bintang, dapat dianggap sebagai bapak astrofisika, betapapun berbedanya dari astrofisika modern.

Astrofisika, dari abad ke-19 hingga abad ke-21

Menjelang akhir abad ke-20, perbedaan itu, masih sangat kuat pada masa Le Verrier, penemu Neptunus, antara para astronom yang sibuk mengukur sudut, jarak, dan massa dan menghubungkannya dengan perhitungan ilmiah mekanika langit sisi dan ahli astrofisika yang berusaha mengukur dan menjelaskan sifat kimia dan fisik bintang telah hilang sama sekali.

Dari pengamatan Matahari, Bulan, dan planet-planet dengan satelitnya sebelum abad ke-19, kami beralih ke studi bintang dan galaksi sesudahnya. Selama sekitar 50 tahun, kosmologi dan kosmogoni telah berkembang dan pada saat ini, kami telah mengamati permulaan eksobiologi selama 20 tahun.

Astrofisika hari ini

Saat ini, astrofisika memiliki banyak cabang yang melibatkan fisika atom dan molekul, fisika nuklir, fisika partikel, teori relativitas umum, fisika plasma dengan MHD (Magnetohidrodinamika) dan tentu saja fisika kuantum, termodinamika, mekanika statistik, dan kimia.

Semua ilmu ini digabungkan dalam berbagai tingkat untuk mengembangkan disiplin ilmu berikut:

Planetologi
Eksobiologi
Instrumen
Fisika bintang
Helioseismologi dan asteroseismologi
Fisika medium antarbintang
Plasma astrofisika
Fisika galaksi
Kosmologi

Sebuah astrofisika yang telah menjadi multi-utusan (berdasarkan pengamatan)

Astrofisika telah menjadi multi-utusan. Awalnya terbatas untuk waktu yang lama untuk gelombang elektromagnetik, bahkan jika secara bertahap pindah dari terlihat ke sinar-X kemudian gamma, melewati gelombang radio, inframerah dan ultraviolet. Mereka kemudian membuka jendela neutrino dan astronomi gravitasi dengan detektor seperti IceCube, Ligo dan Virgo.

Astrofisika juga telah direvolusi oleh zaman ruang angkasa yang telah menempatkan mata baru bagi umat manusia ke orbit, seperti Hubble, Planck, Spitzer, Kepler, Chandra dan Spektr RG. Pertumbuhannya juga dimungkinkan berkat probe seperti Rosetta dan Cassini serta pengembangan komputer yang memungkinkan simulasi digital yang kuat, memberikan nafas baru bagi mekanika langit.

Metode Study

Terdapat beberapa metode study:

Astrofisika Teoretis

Astrofisika teoretis mencoba memprediksi atau mensimulasikan fenomena langit menggunakan model. Banyak proses astrofisika dapat dijelaskan dengan persamaan diferensial parsial, di mana solusi analitik eksak hanya dapat ditemukan dalam situasi luar biasa.

Metode yang banyak digunakan dalam astrofisika adalah perhitungan numerik (numerik) dan simulasi, yang akan memakan waktu berhari-hari hingga berminggu-minggu dengan PC standar (2008).

Oleh karena itu, dalam praktiknya, superkomputer atau cluster sering digunakan. Hasil yang diperoleh dengan cara ini dibandingkan dengan pengamatan dan diperiksa untuk melihat apakah mereka setuju.

Astrofisika Pengamatan

Metode yang paling penting adalah analisis spektral radiasi elektromagnetik, di mana rentang pengamatan meluas dari gelombang radio gelombang panjang (radio astronomi) ke gelombang pendek dan dengan demikian sinar gamma berenergi tinggi selama sekitar 20 pangkat sepuluh. Dari bumi, selain cahaya tampak, rentang frekuensi gelombang radio dan beberapa bagian rentang inframerah dapat diamati. Sebagian besar sinar inframerah, sinar ultraviolet, serta sinar-X dan sinar gamma hanya dapat diamati dari satelit karena atmosfer bumi bertindak sebagai filter.

Jika bintang diklasifikasikan menurut kelas spektral dan kelas luminositas, mereka dapat diplot pada diagram Hertzsprung-Russell (HRD). Posisi di HRD menentukan hampir semua sifat fisik bintang.

Color-brightness-diagram (FHD) dapat digunakan untuk menentukan jarak.

Selain bintang individu, galaksi dan gugus galaksi terutama diamati. Untuk tujuan ini, teleskop berbasis darat – sering dihubungkan bersama untuk membentuk kelompok – seperti misalnya. B. HEGRA , serta teleskop luar angkasa seperti Teleskop Luar Angkasa Hubble yang digunakan. Satelit dengan detektor dan teleskop juga sering diluncurkan. Selain itu, astrofisikawan juga tertarik dengan latar belakang radiasi kosmik.

Laboratorium astrofisika

Untuk waktu yang lama hampir tidak ada percobaan laboratorium dalam astrofisika. Namun, perkembangan teleskop baru yang kuat dari pergantian milenium akhirnya menyebabkan munculnya sub-bidang astrofisika laboratorium.

Ini menciptakan dan memeriksa molekul yang sebelumnya tidak diketahui. Berdasarkan spektogram yang diperoleh di laboratorium dan dengan bantuan teleskop radio besar, molekul-molekul ini kemudian dapat dideteksi di awan gas antarbintang. Hal ini pada gilirannya memungkinkan ditarik kesimpulan tentang proses kimia yang terjadi di sana, misalnya selama kelahiran bintang.

Hanya ada sekitar 20 kelompok penelitian astrofisika laboratorium di seluruh dunia, di Jerman di Universitas Kassel, Universitas Friedrich Schiller Jena dan Universitas Cologne. Ada juga laboratorium yang berhubungan dengan pembentukan planet, seperti Universitas Braunschweig dan Universitas Duisburg-Essen. Selain simulasi pada komputer untuk tumbukan dan pertumbuhan partikel debu, beberapa eksperimen laboratorium juga dilakukan di sini, yang kemudian dilanjutkan dalam keadaan tanpa bobot, antara lain.

Hubungan dengan cabang fisika lainnya

Pada prinsipnya, astrofisika bergantung pada pengamatan dan pengukuran, karena eksperimen yang dibangun tidak mungkin dilakukan karena ukuran objek penelitian dan tidak dapat direproduksinya peristiwa kosmologis satu kali (big bang).

Karena ukurannya yang kecil (misalnya ukuran objek atau jarak sudut), banyak dari pengukuran ini memiliki kesalahan relatif yang besar. Oleh karena itu, parameter yang ditentukan secara tidak langsung (misalnya massa bintang, usia, atau jarak) dikaitkan dengan ketidakakuratan yang tinggi.

Untuk pengukuran lain, seperti spektroskopi B. dari atmosfer bintang atau pengukuran radar di bulan atau saat terbang melewati objek, atau dengan metode statistik (banyak pengukuran independen), namun, akurasi tinggi juga dapat dicapai.

Terlepas dari perbedaan mendasar ini dengan semua sub-disiplin fisika lainnya, ahli astrofisika menggunakan metode dan hukum dari bidang fisika lain, khususnya dari fisika nuklir dan partikel (misalnya detektor untuk mengukur partikel tertentu pada energi tertentu) atau mulai mengembangkan astrofisika nuklir.

Dalam astrofisika teoretis, di sisi lain, hubungan dengan fisika plasma sangat dekat, karena banyak fenomena astronomi seperti atmosfer bintang atau awan materi dapat digambarkan sebagai plasma dengan pendekatan yang baik.

Materi Gelap dan Energi Gelap (Dark Matter and Dark Energy) | Teka-teki ilmiah?

Bacaan Lainnya

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: CleverlySmart, Space.com, NASA Science, IRFU (Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l’Univers), Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian

Sumber foto: NASA Hyperwall

Penjelasan foto: armada Astrofisika.

Astrofisika | Definisi dan Penjelasan