Sabtu, 24 Januari 2015

Alam Semesta - SMAN 6 Madiun



1.     Kelahiran Alam Semesta                                                                                         
Hingga saat ini manusia belum mampu menunjukkan bukti dari proses terbentuknya alam semesta, tetapi hanya sebatas teori saja. Teori yang paling terkenal berkenaan dengan kelahiran alam semesta
adalah teori ledakan atau dentuman besar dan teori keadaan tetap. Kedua teori didasarkan atas hukum fisika dan teori permuaian alam semesta yang dikemukakan Edwin Hubble. Menurut Hubble alam semesta memuai (menggembung) seperti gelembung gas panas yang secara tiba-tiba terlepas dalam ruang hampa.
a.      Teori ledakan atau Dentuman Besar (Big Bang Theory)
Teori ini dikemukakan oleh George Gamov, seorang ahli fisika yang lahir di Rusia. Menurut Gamov alam semesta lahir setelah adanya ledakan besar yang sangat dahsyat. Gamov mengemukakan teorinya bahwa seluruh bahan (materi) dan tenaga yang terdapat di alam semesta ini pernah menyatu. Materi tersebut saling berdesakan dalam temperatur dan mempunyai massa jenis yang sangat tinggi hingga terpadatkan. Alam semesta berasal dari hasil ledakan dahsyat. Teori ini didukung oleh Stephen Hawking. Seorang ahli fisika teoritis.
b.      Teori Keadaan Tetap (Stady State Theory)
Beberapa ahli yang mengemukakan teori ini antara lain Fred Hoyle, Herman Bondi, dan Thomas Gold. Para ahli ini menyatakan bahwa alam semesta tidak berawal dan tidak berakhir, tetapi dalam keadaan tetap. Mereka beranggapan bahwa segala sesuatu yang terdapat di alam semesta ini tampaknya tetap. Mereka berpendapat bahwa alam semesta selalu memuai dengan laju yang tetap dan materi baru secara terus-menerus tercipta sehingga dalam ruang tertentu selalu ditemui jumlah materi yang sama.
Alam semesta selalu dalam keadaan yang tetap karena secara terus-menerus diimbangi dengan terciptanya materi baru. Materi baru tersebut kemudian memadat menjadi galaksi, selanjutnya mengisi ruang-ruang yang kosong untuk mengganti materi yang berpindah akibat adanya pemuaian.

2.     Isi Alam Semesta
Bumi tempat tinggal kita hanyalah sebuah benda kecil di alam semesta yang disebut planet yang bergerak mengelilingi matahari, sedangkan matahari hanyalah sebuah bintang dalam gugusan berjuta-juta bintang yang disebut galaksi, yaitu Galaksi Bimasakti (Milky way).
Sementara itu Galaksi Bimasakti pun ternyata hanya sebuah galaksi dari jutaan galaksi yang ada di alam semesta.
a.      Bintang
Bintang merupakan benda langit yang terdiri atas gas pijar dan dapat memancarkan cahaya sendiri. Bintang terbentuk dari gas hidrogen dan debu angkasa yang membentuk kabut. Saat gas dan debu menyatu, gaya gravitasinya meningkat sehingga menarik gas dan debu lebih banyak lagi dari kabut. Gas dan debu tersebut makin padat dan membentuk bola gas. Saat gravitasi bola meningkat, tekanannya pun meningkat sehingga menghasilkan suhu yang tinggi serta memancarkan panas dan cahaya.
Bintang yang jaraknya paling dekat dengan bumi adalah matahari, yaitu sekitar 150 juta km. Oleh karena itu, kita dapat melihat dengan jelas bentuk matahari tanpa menggunakan bantuan alat apapun. Selain itu pancaran cahaya yang dikeluarkan matahari ternyata bermanfaat bagi kehidupan di bumi.
Matahari memiliki fungsi yang sangat penting bagi kelangsungan hidup di bumi. Energi yang dipancarkan matahari antara lain dapat membuat bumi tetap hangat, membuat air dan udara di bumi bersikulasi serta tumbuhan dapat berfotosintesis.
b.      Galaksi
Galaksi adalah kumpulan benda-benda angkasa yang terdiri dari bintang, gas, debu, dan material antarplanet lainnya yang jumlahnya banyak dan berada pada ruang yang luas. Matahari bersama dengan planet-planet yang mengitarinya merupakan bagian dari galaksi Bimasakti.
Galaksi memiliki bentuk tertentu, tetapi secara garis besar bentuk galaksi dibedakan menjadi tiga macam, yaitu bentuk spiral, elips, dan tak beraturan.
1.      Galaksi Spiral
Bagian tengah dari galaksi ini memiliki lengan spiral dan cakram. Jika dilihat dari samping, bentuk galaksi tampak seperti elips yang memiliki lengan dan dikelilingi atmosfer yang memancarkan cahaya. Galaksi Bimasakti termasuk ke dalam galaksi berbentuk spiral.
2.      Galaksi Elips.
Galaksi ini mempunyai bentuk hampir menyerupai bola kaki sampai pada bentuk yang sangat lonjong seperti bola rugby. Galaksi ini sedikit mengandung materi antarbintang dan anggotanya adalah bintang-bintang yang sudah tua. Contoh galaksi elips adalah Galaksi M87, yaitu sebuah galaksi besar yang di dalamnya terdapat rasi bintang Virgo.
3.      Galaksi Tak Beraturan
Galaksi ini terdiri dari bermiliar-miliar bintang berwarna putih kebiruan. Galaksi tak beraturan ini mengandung materi antarbintang berupa gas dan debu. Contoh galaksi tak beraturan adalah Awan Magellan, yang jaraknya 180.000 tahun cahaya dari Galaksi Bimasakti.
A.  Tata surya
Jika kita perhatikan benda-benda langit di sekitar kita seperti matahari, bintang, dan bulan, kita melihat bahwa benda-benda langit tersebut tampak bergerak mengelilingi bumi. Oleh karena itu, kita beranggapan bahwa bumi menjadi pusat dari pergerakan benda-benda langit tersebut.
Seorang ahli dari Yunani bernama Claudius Ptolomeus (100-178M) bahkan pernah mengemukakan teorinya bahwa bumi merupakan pusat dari alam semesta. Teori tersebut dikenal dengan nama teori geosentris (geo=bumi, centrum=pusat). Pendukung teori geosentris lainnya adalah Socrates, Plato, Aristoteles, Tales, Anaximander, dan Phytagoras. Teori geosentris ini sempat dipercaya hingga dikemukakannya teori baru oleh Nicolaus Copernicus (1473-1543). Copernicus berpendapat bahwa semua benda langit, termasuk bumi, bergerak mengelilingi matahari. Teori tersebut dikenal dengan nama teori heliosentris (helio= matahari, centrum= pusat) karena menganggap matahari sebagai pusat peredaran benda-benda langit. Pendukung teori heliosentris ini adalah Bruno, Johanes Keppler, Galileo, dan Issac Newton.
Kenyataan bahwa matahari menjadi pusat peredaran benda-benda angkasa adalah karena matahari memiliki gaya gravitasi paling besar di antara semua benda-benda angkasa. Matahari bersama benda-benda angkasa tersebut selanjutnya membentuk sebuah sistem yang kemudian dikenal sebagai tata surya.
1.      Terbentuknya Tata Surya
Secara umum terdapat dua golongan teori yang mengemukakan pendapatnya tentang terbentuknya tata surya. Golongan pertama berpendapat bahwa tata surya berasal dari kabut asap (nebula). Teori yang mendukung golongan ini adalah teori kabut oleh Immanuel Kant dan Piere Simon de Laplace serta teori planestisimal oleh Chamberlin dan Moulton. Golongan ke dua bependapat bahwa tata surya berasal dari materi matahari. Teori yang mendukung golongan ini adalah teori pasang surut oleh Buffon dan teori awan debu oleh Carl von Weizsaecker.
a.       Teori Nebula
Teori kabut (nebula) pada dasarnya mengungkapkan terbentuknya tata surya melalui tiga tahap.
1). Pada mulanya matahari dan planet masih berbentuk kabut yang sangat pekat dan besar.
2). Kabut tersebut berputar dan berpilin dengan kuat sehingga terjadi pemadatan di pusat lingkaran yang selanjutnya membentuk matahari. Pada saat yang bersamaan terbentuk juga materi lain dengan massa yang lebih kecil dari matahari. Materi tersebut dinamakan planet dan bergerak mengelilingi matahari.
3). Materi-materi yang terbentuk tersebut tumbuh makin besar dan terus melakukan gerakan secara teratur mengelilingi matahari. Gerakan materi-materi tersebut berada dalam satu orbit yang tetap dan membentuk susunan yang disebut tata surya (keluarga matahari).
            1). Teori Nebula: Immanuel Kant (1724-1804)
                        Immanuel Kant adalah seorang filsuf dan ilmuwan jerman. Ia merupakan orang yang pertama kali mengemukakan teori nebula. Menurut Kant, tata surya terbentuk oleh gumpalan kabut (nebula) yang terdiri atas bermacam-macam gas. Awalnya gas-gas di angkasa yang massanya besar menarik gas-gas yang massanya kecil yang berada di sekelilingnya hingga membentuk gumpalan gas yang menyerupai cakram.
                        Gumpalan gas tersebut mengalami pemampatan dan penyusutan sehingga menyebabkan perputaran kabut menjadi makin cepat. Gumpalan kabut bermassa besar yang berada di pusat cakram menjadi Matahari, sedangkan gas-gas di sekitarnya mengalami penurunan suhu dan menyusut membentuk planet-planet yang mengelilingi Matahari.
            2). Teori Nebula: Piere Simon de Laplace (1749-1827)
                        Piere Simon de Laplace adalah seorang ahli fisika Prancis. Laplace berpendapat bahwa tata surya berasal dari kabut gas raksasa yang sejak awal telah berputar (berpilin) dalam keadaan panas. Kabut gas tersebut selalu memancarkan panas ke alam semesta yang dingin sehingga kabut tersebut menjadi dingin dan mengalami penyusutan. Keadaan tersebut menyebabkan perputarannya makin cepat sehingga terjadi pemampatan di kedua kutubnya dan melebar di bagian ekuator.
                        Perputaran yang makin cepat menyebabkan sebagian gas-gas di ekuator terlepas dari bola gas awal. Gas-gas yang terlepas tersebut selanjutnya membentuk bola-bola gas yang lebih kecil dan mendingin menjadi planet-planet yang mengelilingi bola gas awal, yaitu matahari.
                        Meskipun dasar teori yang dikemukakan oleh Kant dan Laplace di atas berbeda, tetapi inti teori keduanya mengandung persamaan bahwa tata surya berasal dari kabut. Oleh karena itu teori itu lebih dikenal dengan sebutan Teori Kant Laplace. Teori Kant Laplace ini selanjutnya menjadi dasar bagi para ahli astronomi dalam melakukan penelitian tentang tata surya.
b.      Teori Planetesimal
Teori Planetesimal dikemukakan oleh dua orang sarjana Amerika, yaitu Chamberlin dan Moulton pada tahun 1905. Seperti halnya teori Kant Laplace, Chamberlin dan Moulton juga beranggapan bahwa tata surya berasal dari kabut. Namun, berbeda dengan teori Kant Laplace yang mengatakan gumpalan kabut berbentuk bola, Chamberlin dan Moulton menyatakan bahwa gumpalan kabut yang akan membentuk tata surya berbentuk spiral atau pilin sehingga disebut kabut pilin.
Kabut pilin tersebut terdiri atas butir-butir material padat yang disebut Planetesimal. Tiap-tiap planetesimal mempunyai lintasan orbit yang bebas sehingga terjadi tubrukan antarplanetesimal. Akibat tubrukan yang berulang dan adanya gaya gravitasi, terjadilah penumpukan planetesimal sehingga menjadi gumpalan yang lebih besar dan lebih mampat. Gumpalan terbesar berada di pusat kabut pilin dan menjadi Matahari, sedangkan gumpalan-gumpalan yang secara bersama-sama berrevolusi terhadap matahari.
c.       Teori Pasang Surut
Teori pasang surut pertama kali dikemukakan oleh Buffon (1707-1788). Menurut Buffon tata surya berasal dari materi Matahari yang terlempar setelah bertabrakan dengan sebuah komet. Teori ini kemudian diperbaiki oleh Sir James Jeans dan Harold Jeffreys (1919).
Jeans dan Jeffreys mengemukakan bahwa ada sebuah bintang besar yang mendekati Matahari sehingga menyebabkan adanya efek pasang pada kabut Matahari. Bintang besar tersebut juga menimbulkan kekuatan yang dapat menarik dan melepaskan sebagian massa Matahari. Massa yang terlepas dari matahari itu pecah, dan berputar selanjutnya secara perlahan mendingin menjadi planet-planet dan satelit-satelit seperti yang sekarang. Teori ini lebih dikenal dengan sebutan Hipotesis Tidal James-Jeffreys.
d.      Teori Awan Debu (Proto Planet)
Seorang ahli astronomi Jerman, Carl von Weizsaecker pada tahun 1940-an mengemukakan pendapatnya tentang terbentuknya tata surya melalui teorinya yang disebut teori proto planet. Teori proto planet itu kemudian disempurnakan oleh Gerard P. Kuiper pada tahun 1950-an dengan melakukan perbaikan-perbaikan teori-teori sebelumnya. Teori ini paling banyak diterima orang karena dianggap paling memenuhi syarat untuk keadaan yang ditemukan, baik di dalam maupun di luar tata surya.
Dasar teori proto planet adalah bahwa matahari beserta planetnya (tata surya) berasal dari kabut gas. Kabut gas tersebut tersebar tipis-tipis di angkasa dalam jumlah yang sangat banyak. Karena adanya pengaruh gaya tarik antarmolekul  dalam kabut gas tersebut, perlahan-lahan kabut gas menjadi gumpalan-gumpalan yang makin padat. Keadaan tersebut disebabkan oleh gerak gas yang berputar tidak beraturan di dalam kumpulan kabut. Namun, secara perlahan gerak tersebut menjadi gerak berputar yang memipihkan dan memadatkan kabut. Salah satu gumpalan mengalami pemampatan di tengah, sedangkan gumpalan-gumpalan yang kecil hanyut di lingkungan sekitarnya. Gumpalan yang berada di tengah itulah yang dikenal sebagai Matahari.
e.       Teori Bintang Kembar
Teori bintang kembar dikemukakan oleh seorang ahli astronomi Inggris R.A Lyttleton sekitar tahun 1930-an. Dahulu diduga memiliki sebuah bintang sebagai kembarannya. Bintang yang menjadi kembaran matahari itu kemudian meledak yang mengakibatkan terlemparnya sejumlah partikel. Partikel yang terlempar tersebut kemudian mendingin membentuk planet-planet dan satelit-satelit yang mengelilingi Matahari.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar