Harlow Shapley tidak hanya melihat bintang-bintang. Dia memetakan kegelapan di antara mereka. Lahir di Nashville, Missouri, pada tahun 1885, astronom Amerika ini pada akhirnya menulis ulang pemahaman kita tentang posisi kita di kosmos. Karyanya tidak hanya mengubah angka. Peristiwa ini menggeser seluruh pusat galaksi Bima Sakti menjauhi Bumi.
Sebelum Shapley, umat manusia suka menganggap dirinya sebagai pusat. Kami adalah penghubungnya. Matahari duduk di tengah galaksi. Logikanya sepertinya masuk akal jika Anda hanya melihat langit malam dari sudut pandang tertentu. Shapley membuktikan bahwa itu salah. Ia menyimpulkan bahwa matahari terletak di dekat bidang pusat Galaksi Bima Sakti, namun tidak berada di dekat pusatnya. Letaknya sekitar 30.000 tahun cahaya. Itu masih jauh dari pesta.
Ini bukanlah momen pencerahan tunggal. Itu adalah perhitungan yang rumit. Ini dimulai pada tahun 1911. Shapley bekerja sama dengan Henry Norris Russell untuk memecahkan kode dimensi bintang. Mereka fokus pada sistem biner. Ini adalah pasangan bintang yang mengorbit pada pusat massa yang sama. Ketika mereka gerhana satu sama lain, cahaya mereka meredup. Peredupan itu dapat diukur. Itu data.
Shapley menggunakan pengukuran ini untuk menemukan ukuran fisik bintang. Dia mengubah kurva cahaya menjadi realitas fisik. Metode ini menjadi prosedur standar selama lebih dari 30 tahun. Itu adalah standar emas untuk mengukur ukuran bintang. Jika Anda ingin mengetahui seberapa besar sebuah bintang, lihatlah gerhananya. Shapley telah membangun penggaris.
Tapi ada hambatan. Beberapa bintang berperilaku berbeda. Mereka berdenyut. Mereka dikenal sebagai variabel Cepheid. Astronom lain mengira ini hanyalah pasangan biner yang saling menutupi. Shapley melihat kekurangannya. Ia menunjukkan bahwa variabel Cepheid tidak bisa menjadi pasangan bintang yang saling mengungguli. Perhitungannya tidak bertahan. Variasi cahayanya terlalu rumit. Terlalu berirama.
Jadi dia melihat lebih dalam. Dia adalah orang pertama yang menyatakan bahwa mereka adalah bintang yang berdenyut. Mereka bernafas. Mereka berkembang dan berkontraksi. Perbedaan ini penting. Ini menghilangkan kebingungan di lapangan. Hal ini memungkinkan para astronom untuk menggunakan bintang-bintang ini sebagai “lilin standar” di kemudian hari, alat untuk mengukur jarak yang sangat jauh di luar angkasa. Dengan mengidentifikasi sifatnya dengan benar, Shapley tidak hanya mengkategorikan tipe bintang. Dia memungkinkan pengukuran ukuran sebenarnya galaksi.
Dia meninggal di Boulder, Colorado, pada tanggal 20 Oktober 1972. Matahari tetap berada di tempatnya, nongkrong di pinggiran galaksi. Kami tidak bergerak. Tapi peta kami berubah. Kami belajar bahwa kami bukanlah pusat dari apa pun. Hanya sebagian kecil dari sistem yang jauh lebih besar dan acuh tak acuh.
Mendefinisikan Ulang Tempat Kita di Kosmos
Pada tahun 1914, Harlow Shapley telah menjadi staf di Observatorium Mount Wilson di Pasadena, California. Hadiah di atas meja adalah teleskop pemantul setinggi 1,5 meter. Itu adalah alat terbesar di langit, dan Shapley menggunakannya untuk memetakan gugus bola Bima Sakti. Ini bukan sembarang bintang. Mereka adalah kumpulan bola padat yang masing-masing berisi hingga satu juta matahari.
Pada saat itu, para astronom mengetahui sekitar 100 cluster semacam itu. Shapley memperhatikan sesuatu yang aneh. Sepertiga dari mereka berada di konstelasi Sagitarius. Ini tidak terjadi secara acak. Dia menggunakan trik baru untuk mengukur jarak. Triknya melibatkan bintang variabel RR Lyrae. Bintang-bintang ini berdenyut dengan ritme. Periode variasinya terkait langsung dengan kecerahannya. Jika Anda mengetahui denyut nadinya, Anda mengetahui cahaya yang sebenarnya. Jika Anda mengetahui cahaya sebenarnya dan kecerahan yang tampak, Anda mengetahui jaraknya.
Data memberikan gambaran. Cluster tersebut membentuk sebuah bola. Bagian tengah bola itu mengarah ke Sagitarius. Tampaknya logis bahwa gugus-gugus tersebut mengorbit pusat galaksi. Jadi, Shapley menghitungnya. Dia menempatkan Matahari sekitar 50.000 tahun cahaya dari inti galaksi. (Kemudian pekerjaan memperbaikinya menjadi 30.000). Ini sangat mengejutkan. Sebelum Shapley, semua orang mengira Matahari berada di dekat tengah-tengah Bima Sakti. Dia baru saja meledakkan asumsi itu. Perhitungannya memberikan perkiraan realistis pertama mengenai ukuran sebenarnya galaksi. Hal ini mengubah astronomi galaksi selamanya.
Debat Hebat tahun 1920
Saat Shapley memperluas Bima Sakti, masalah lain mengganggu para astronom. Apa nebula spiral itu? Objek seperti Nebula Andromeda tampak seperti noda samar. Beberapa orang mengira itu adalah awan kecil di dalam galaksi kita. Yang lain mengira mereka adalah keseluruhan galaksi.
Ketegangan ini meledak pada tanggal 26 April 1920. National Academy of Sciences bertemu di Washington, D.C. Dua pria berdiri di podium. Di satu sisi ada Shapley. Di sisi lain adalah astronom Amerika Heber Curtis. Bentrokan mereka dikenal sebagai Debat Besar. Tidak ada pemenang yang jelas, namun hal ini menyoroti taruhannya.
Curtis menolak Bimasakti Shapley yang besar. Jika galaksi sebesar itu, menurutnya, nebula tidak mungkin berada di dalamnya. Dia percaya nebula spiral adalah “pulau alam semesta” yang independen. Shapley berdiri di dekat Bima Sakti yang sangat besar. Namun dia berpendapat bahwa nebula spiral hanyalah awan gas, mirip dengan gugus bola, yang tersebar di galaksi kita.
Sejarah membuktikan kebenaran Curtis tentang nebula. Itu memang galaksi lain. Tapi Shapley benar tentang ukuran kami. Alam semesta jauh lebih besar dari yang dibayangkan siapa pun. Itu adalah kemenangan yang berantakan bagi kedua pria tersebut.
Zona Warisan dan Layak Huni
Shapley tidak berhenti di Bima Sakti. Dia melihat galaksi terdekat, dengan fokus utama pada Awan Magellan. Dia memperhatikan bahwa galaksi tidak mengapung sendirian. Mereka berkumpul bersama. Dia menyebut gugusan ini sebagai “metagalaksi”. Istilah gugus galaksi ini membantu membingkai cara kita memandang struktur skala besar.
Pada tahun 1953, Shapley mengajukan teori yang masih mempengaruhi pencarian kita akan kehidupan. Dia menyebutnya “sabuk air cair”. Idenya sederhana namun mendalam. Sebuah planet harus berada pada jarak tertentu dari bintangnya. Terlalu dekat, dan air mendidih. Terlalu jauh, dan itu membeku. Hanya di sabuk itulah sebuah planet dapat menahan atmosfer dan menjaga air tetap cair. Kita sekarang mengenal ini sebagai zona layak huni. Ini tetap menjadi konsep dasar dalam astrobiologi.
Karirnya berpindah dari Mount Wilson ke Universitas Harvard. Ia menjadi profesor di sana. Pada tahun 1921, ia mengambil alih jabatan direktur Observatorium Universitas Harvard. Dia memegang jabatan itu hingga tahun 1952. Setelah mengundurkan diri, dia mempertahankan gelar direktur emeritus dan Profesor Astronomi Paine.
Dia meninggalkan bibliografi yang signifikan. Star Clusters tiba pada tahun 1930. Penerbangan dari Chaos menyusul. Galaksi keluar pada tahun 1943. Karya selanjutnya termasuk The Inner Metagalaxy (1957) dan Of Stars and Men (1958). Yang terakhir menjadi film pada tahun 1962. Ia juga ayah dari Lloyd Shapley, yang memenangkan Hadiah Nobel di bidang ekonomi.
Orang yang mendorong matahari ke tepi galaksi juga membantu menentukan keberadaan kehidupan di tempat lain. Alam semesta menjadi lebih besar, namun pencarian makna di dalamnya menjadi lebih tepat. Kami masih mendalami klaster-klaster tersebut.
