Doppler Effect & The Expanding Universe

Friday, October 17, 2008

Hello... hm, apalah jawapan teka-teki itu?

Begini ceritanya...

Anda tentunya sudah beberapa kali bertembung dengan kenderaan ambulans, bomba, atau polis di jalanraya.

Semasa kenderaan tersebut menghampiri, bunyi sirennya kedengaran berfrekuensi tinggi (nit not nit not nit not.... heheh). Masa antara bunyi "nit" dan bunyi "not" singkat sahaja.

Tetapi semasa ia menjauhi kita, masa antara bunyi "nit" dan "not" lebih panjang, kan kan kan?

Fenomena ini dipanggil Doppler Effect.

Sebenarnya siren itu sentiasa memancarkan bunyi dengan frekuensi yang tetap. Namun gara-gara gerakan relatif antara kita dan siren itu menyebabkan bunyinya kedengaran berubah, yakni lebih langsing (high pitch) semasa siren menghampiri dan menjadi kurang langsing (low pitch) semasa menjauhi.

Doppler Effect ini akan lebih ketara jika siren bergerak dengan lebih laju.

Oh ya, telinga manusia hanya bisa mengesan bunyi dalam frekuensi terhad iaitu sekitar 2 kHz hingga 20 kHz sahaja. Bunyi yang berada di luar julat frekuensi ini tidak akan kedengaran oleh manusia. Binatang seperti kucing pula mempunyai julat pendengaran yang berbeza. Bunyi dengan frekuensi yang lebih tinggi dipanggil ultrasound.

Waktu kecil saya sering berjaga hingga lewat malam membaca dan ditemani oleh kucing peliharaan kami yang suka tidur di pangkuan saya. Di kampung yang terpencil dan lewat malam, tentu saja suasananya sangat sunyi. Walaupun saya agak penakut, kehadiran kucing kami membantu saya lebih waspada. Bagaimana? Dengan memerhatikan gerak-geri telinga kucing itu saya dapat mengagak jika ia mendengar sesuatu yang tidak saya dengari... hehe.

Sebenarnya jawapan kepada teka-teki bintang itu ada kaitan dengan Doppler Effect ini.

Seperti telinga, mata manusia juga terhad penglihatannya. Mata kita hanya bisa mengesan gelombang elektromagnet dalam julat 400 THz hingga 700 THz iaitu cahaya nampak dengan frekuensi terendah berwarna merah sehingga cahaya nampak berfrekuensi tertinggi berwarna ungu.

Susunan warna cahaya yang bisa dilihat dari frekuensi terendah hingga ke frekuensi tertinggi adalah seperti berikut: merah, jingga, kuning, hijau, biru, indigo dan ungu.

Ok, sekarang kita ganti siren tadi dengan lampu. Katalah lampu berwarna hijau. Jika tiada gerakan relatif di antara kita dan lampu itu, maka ia sentiasa kelihatan berwarna hijau. Namun jika lampu bergerak dengan kelajuan yang sangat tinggi menghampiri kita, frekuensi gelombang cahaya yang kita terima adalah lebih tinggi dari yang dipancarkan oleh lampu itu. Akibatnya lampu bukan lagi kelihatan hijau tetapi mungkin berwarna biru. Dalam sains ini dipanggil blueshift. Sekiranya kelajuan ini terus bertambah, warna lampu akan berubah lagi menjadi indigo dan seterusnya menjadi ungu. Andainya terus berlaku pertambahan laju, frekuensi cahaya yang diterima mata tadi akan lebih tinggi lagi berbanding frekuensi cahaya ungu. Bila ini berlaku, kita tidak lagi dapat melihat warna tersebut kerana frekuensi cahaya ungu adalah frekuensi tertinggi yang mampu dilihat manusia.

Sebaliknya jika lampu hijau tadi menjauhi kita dengan kelajuan yang terus bertambah, warna lampu akan berubah dari hijau kepada kuning kemudian jingga, dan terakhir sekali yang masih dapat dilihat ialah merah. Oleh itu ada istilah redshift. Pergerakan lampu menjauhi kita menyebabkan frekuensi yang diterima oleh mata adalah kurang dari yang dipancarkan oleh lampu itu. Jika frekuensi yang diterima ini lebih rendah dari frekuensi cahaya merah, maka lampu itu tidak lagi kelihatan walaupun mata kita masih menerima gelombang tersebut.

Tidak dapat dilihat bukan bermakna gelombang itu tidak ada !!!

Ahli sains telah mencipta alat untuk mengesan kewujudan gelombang-gelombang yang tidak dapat dilihat ini. Contoh gelombang-gelombang ini ialah sinar ultraungu (UV), sinar X, sinar gamma, sinar inframerah, gelombang mikro, dan gelombang radio.

Menurut teka-teki itu, setiap arah pandangan kita ke langit sepatutnya berakhir dengan sebuah bintang. YA, MEMANG BENAR PUN. Cuma bintang-bintang ini tidak lagi dapat dikesan oleh mata kita kerana gelombang yang kita terima lebih rendah frekuensinya dari frekuensi cahaya merah. KENAPA? Kerana bintang-bintang ini SEDANG BERGERAK MENJAUHI kita dengan kelajuan yang sangat tinggi.

Mungkin anda pernah mendengar bahawa alam ini sedang mengembang?

BENAR, dari data yang diperolehi oleh ahli sains, alam ini sedang mengembang. Galaksi-galaksi sedang menjauhi antara satu sama lain. Sebab itu lah banyak kelihatan berwarna merah kerana galaksi-galaksi ini sedang menjauhi kita juga, fenomena redshift.

Analoginya seperti ini. Tiup sebiji belon sehingga saiznya agak sama dengan sebiji epal. Kemudian tandakan beberapa titik pada belon itu dengan marker pen. Setelah itu tiuplah belon itu lagi sehingga saiznya seperti sebiji bola keranjang. Pasti titik-titik tadi semakin jauh antara satu dengan yang lain. Andaikan setiap titik pada belon itu mewakili setiap galaksi yang ada di alam ini. Inilah apa yang sedang berlaku sekarang.

Jawapan untuk teka-teki: Kerana alam semesta sedang mengembang!

Ok la... penat pula. Banyak lagi mau dikelentong tapi esok malam saja.

See ya.

4 comments:

Kee Heritage October 18, 2008 at 2:55 AM  

ooo.. wow kalau tidak baca ini tidak sedar pun bunyi siren tu kalau dekat cepat kalau jauh panjang bunyinya. Yang perasan bising ja sama orang nda mo kasi limpas pun kalau di kelana jaya ni.

Very good and interesting article.

cigu.. cigu *angkat tangan* sa ada soalan, betulkah ada universe lain selain yang kita tinggal sekarang?

AragangTandik October 18, 2008 at 10:05 AM  

he he he aku ingat tahi bintang - cis adakah! ok ini lagi teka teki:

Diatas langit, dibawah bumi, apa ada ditengah-tengahnya? ke ke ke ko tau sudah jawabannya kan ?

tul tu aku pangling marah kalu orang ndak kasi limpas ambulan kah bomba kah.

Kalu universe mengembang berapa luaskah 'space' tempatnya berkembang tu ah - ini soalan betul2 bukan cubaan (skrip bujang lapuk)

Aiso October 18, 2008 at 10:24 AM  

i need your definition of the word "universe" before i can answer that wooo... Utk jwb soalan itu perlu cerita quantum theory, Heisenberg's uncertainty principle, Schrodinger's cat paradox, multiple parallel universe dsbnya. Tapi kampung-kampung punya aku suggest kau fikir ini la... bila tuhan mau cipta manusia malaikat argue kenapa cipta LAGI makhluk yg bawa kerosakan saja. camna malaikat boleh ckp mcm tu padahal malaikat tiada knowledge about future events, unless malaikat ni buat assumption saja sebab dia sudah melihat apa yg berlaku di "UNIVERSE" lain kan? apa pun still i need your conception of universe dulu hehehe... siou.

Kee Heritage October 18, 2008 at 5:32 PM  

emm kalau ikut bacaan aku, universe lain tu yang ada jin ma iblis tu yang suka beperang sampai malatup dunia durang tu. Tapi iblis kana kasi selamat gimawat, setan tu anak cucu cicit dia.. wow. Panas baran ba si Iblis tu..

About This Blog

My childhood, life, idea, bla bla...

  © Blogger template Cumulus by Ourblogtemplates.com 2008

Back to TOP