A.
Alam Semesta dan Isinya
Mencangkup tentang:
-
Mikrokosmos:
Benda-benda yang memiliki ukuran yang sangat kecil. Misalnya atom, elektron,
sel dan lain-lain.
- Makrokosmos:
Benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar. Misalnya planet, galaksi,
bindang, dan lain-lain.
B.
Teori terjadinya Alam Semesta
Keadaan Tetap (Steady
State Theory)
Diusulkan
pada tahun 1948 oleh H. Bondi, T. Gold, dan F. Hoyle dari Universitas Cambridge
(Tjasyono, 2006; 51). Berdasarkan prinsip kosmologi sempurna, alam semesta
dimanapun selalu sama. Tidak ada awalnya dan tidak akan berakhir. Dalam teori
keadaan tetap tidak ada asumsi bola api kosmik yang besar dan pernah meledak.
Alam semesta akan datang silih berganti berbentuk atom-atom hidrogen dalam
ruang angkasa, membentuk galaksi baru dan menggantikan galaksi lama yang bergerak
menjauhi kita dalam ekspansinya.
Dentuman Besar (Big-Bang Theory)
Pertama kali dikemukakan oleh
kosmolog Abbe Lemaitre pada tahun 1920an. Menurutnya, alam semesta bermula dari
gumpalan super atom raksasa yang isinya tidak bisa kita bayangkan tetapi
kira-kira seperti bola api raksasa yang suhunya antara 10 milyar sampai 1
trilyun derajat celcius (air mendidih suhunya hanya 100oC). Gumpalan
super-atom tersebut meledak sekitar 15 milyar tahun yang lalu. Hasil sisa
dentuman dahsyat tersebut menyebar menjadi debu dan awan hidrogen. Setelah
berumur ratusan juta tahun, debu dan awan hidrogen tersebut membentuk
bintang-bintang dalam ukuran yang berbeda-beda. Seiring terbentuknya
bintang-bintang, di antara bintang-bintang tersebut berpusat membentuk kelompoknya
masing-masing yang kemudian disebut galaksi.
Osilasi
Merupakan teori lain yang cukup
akomodatif dari kedua teori di atas. Keyakinan tentang kejadian alam semesta
sama dengan Teori Keadaan Tetap yaitu alam semesta tidak awal dan tidak
berakhir. Tetapi osilasi mengakui adanya dentuman besar dan nanti pada suatu
saat gravitasi menyedot kembali efek ekspansi sehingga alam semesta akan
mengempis (collapse). Pada akhirnya akan menggumpal kembali dalam kepadatan
yang tinggi, dengan temperatur yang tinggi dan akan terjadi dentuman besar
kembali. Setelah big-bang kedua kali terjadi, dimulai kembali ekspansi kedua
dan suatu saat akan mengempis kembali dan meledak untuk ketiga kalinya, begitu
pula seterusnya.
C.
Sistem Tata Surya
Matahari
Sebuah
bintang yang berada di antara sekitar 100.000.000.000 bintang lain dalam
galaksi Bima Sakti. Massa Matahari merupakan bola gas pijar, terdiri atas
Hidrogen (H) (sekitar 80%), Helium (He) (19%), dan sisanya merupakan gabungan
unsur-unsur Oksigen (O2), Magnesium (Mg), Nitrogen (N), Silikon (Si), Karbon
(C), Belerang (S), Besi (Fe), Natrium (Na), Kalsium (Ca), Nikel (Ni), dan
beberapa unsur mikro lainnya yang persentasenya kecil. Suhu di permukaan
Matahari diperkirakan sekitar 5.000°C – 6.000°C, sedangkan pada bagian intinya
mencapai 14.000.000°C. Matahari memiliki suhu yang sangat tinggi, berasal dari
reaksi nuklir yang maha dahsyat. Mengubah inti Hidrogen menjadi Helium. Dapat
memanasi dan memberikan kehidupan makhluk di Bumi yang jaraknya sekitar 150 juta
kilometer. Menurut pengamatan ahli astronomi, diameter (garis tengah) Matahari
diperkirakan sekitar 1.400.000 km atau lebih dari 100 kali ukuran bola Bumi.
Planet dan Satelit Alam
Awalnya,
sistem tata surya (solar system) terdapat sembilan planet. Namun, sejak
diselenggarakan pertemuan International Astronomical Union (IAU) ke-26 di
Praha, Republik Ceko tanggal 24 Agustus 2006 disepakati bahwa terdapat delapan
planet dalam sistem tata surya. Delapan planet beredar mengelilingi Matahari
dengan periode revolusi yang berbeda. Kedelapan planet tersebut yaitu
Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Pluto
sebelumnya masuk ke dalam gugusan planet, hanya disetarakan dengan objek-objek
kecil tata surya dengan garis orbit yang sudah pasti.
Pusat
Planet Minor (MPC) telah mendaftarkan bekas planet kesembilan itu sebagai
asteroid ke-134340. Planet mengelilingi Matahari dalam orbit (garis edar) yang
berbeda. Secara umum planet-planet dalam tata surya dapat dikelompokkan menjadi
dua, yaitu:
1.
Planet Dalam (Inferior): Lintasannya
berada di antara lintasan Bumi dengan Matahari. Meliputi planet Merkurius dan
Venus.
2. Planet Luar (Superior):
Lintasannya berada di luar lintasan Bumi. Meliputi planet Mars, Yupiter,
Saturnus, Uranus, dan Neptunus.
Benda langit disebut planet apabila
benda tersebut memiliki proporsi ukuran yang besar dan menempati garis orbit
yang tetap dalam mengitari Matahari dalam suatu sistem tata surya dan tidak
memiliki garis orbit yang sama dengan planet lain. Berdasarkan penelitian ahli
astronomi, garis orbit Pluto tumpang tindih dengan garis orbit Neptunus
sehingga Pluto terdiskualifikasi dari sistem tata surya.
Komet
Lebih dikenal dengan istilah bintang
berekor yang senantiasa datang mengunjungi Matahari dan keluarganya secara
periodik. Sebagian besar tubuh komet dibentuk oleh berbagai gas, termasuk
Sianogen (CN), Karbon (C), Karbon monoksida(CO), Nitrogen (N2), Hidroksil (OH),
dan Nitrogen Hidrid (NH). Berdasarkan sifat fisiknya, tubuh komet terdiri dari
inti dan ekor. Sebelum mendekati Matahari, komet terdiri atas batuan dan es.
Debu dan gas menyembur dari intinya, lalu terbentuklah kepala komet (koma) dan
ekornya. Komet mengedari Matahari dengan bidang orbit yang berbeda. Ada yang
berbentuk elips sangat pipih, parabola, bahkan hiperbola. Saat komet sangat
dekat dengan Matahari, sebagian partikel tubuhnya mencair karena panas Matahari
dan membentuk ekor, sehingga ekor komet tersebut semakin panjang. Saat jaraknya
jauh dari Matahari, hampir semua bagian tubuhnya membeku sehingga tidak
terdapat lagi ekor.
Meteor:
Benda langit di angkasa baik terdiri atas senyawa logam maupun batuan.
Jika meteor masuk ke dalam atmosfer
Bumi, akan terjadi gesekan yang sangat kuat antara massa meteor dan
partikel-partikel atmosfer. Gaya gesek ini mengakibatkan meteor terbakar
sehingga terlihat dari Bumi sebagai bintang yang jatuh dari angkasa. Jika
meteor sampai ke permukaan Bumi, dinamakan meteorit. Benturan atau
tumbukan yang sangat kuat antara meteorit yang jatuh dengan permukaan bumi,
dapat mengakibatkan terjadinya cekungan muka Bumi menyerupai kawah. Seperti
yang pernah terjadi di daerah Winslow Arizona, Amerika Serikat, yang dikenal
dengan Barringer Crater.
Asteroid
Benda-benda langit kecil sejenis
planet yang tersebar di antara orbit planet Mars dan Yupiter, kira-kira 500
juta kilometer dari Matahari dari Bumi. Asteroid tampak bersinar karena benda
ini sama seperti planet, menerima dan memantulkan cahaya Matahari. Contohnya
Trojan, Apollo, dan Cerres.
D.
Bumi
Terbentuk
sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta
km, dengan radius ± 6.370 km. Memiliki 2 macam lapisan, yaitu:
Lapisan Dalam Bumi
Merupakan
lapisan pembentuk bumi. Secara struktur lapisan dalam bumi, dibagi menjadi tiga
bagian, yaitu sebagai berikut:
1. Kerak
bumi (crush)
Merupakan
kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70
km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam.
Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian
bawah kerak bumi mencapai 1.100oC. Lapisan kerak bumi dan bagian di
bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.
2. Selimut
atau selubung (mantle)
Merupakan
lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi. Tebal selimut bumi mencapai
2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi
mencapai 3.000oC.
3. Inti
bumi (core)
Terdiri
dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan
lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan
menjadi:
·
Lapisan inti luar tebalnya sekitar
2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200o
·
Lapisan inti dalam merupakan pusat
bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri
dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500oC.
Lapisan Luar Bumi
1. Atmosfer
Adalah
lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet
sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di
atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi.
Atmosfer tersusun beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi
di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain
berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula untuk memecahkan masalah
cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya
bintang. Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%)
dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel,
tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi
kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari
matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari
atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet.
2. Troposfer
Lapisan
yang campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam
lapisan ini, kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh
benda-benda langit lain. Lapisan ini yang paling tipis (kurang lebih 15
kilometer dari permukaan tanah). Ketinggian paling rendah adalah bagian yang
paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari
matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Jika ketinggian bertambah, suhu
udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi tertentu,
seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap
gradien suhu tersebut.
Lapisan
ini sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung
dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai
jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta sebagain besar iklim berlangsung
pada lapisan troposfer.
3.
Stratosfer
Perubahan
secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11
km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat
dingin yaitu –70oF atau sekitar –57oC. Pada lapisan ini
angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. Disinilah
tempat terbang pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di
lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi
pada lapisan ini. Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah
menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan
konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra
ungu. Suhu pada lapisan ini mencapai sekitar 18oC pada ketinggian
sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan
berikutnya.
4.
Mesosfer
Kurang
lebih 25 mil atau 40 km diatas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju
lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian
bertambah, sampai menjadi sekitar –143oC di dekat bagian atas dari
lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini
memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Daerah
transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu
terendah –110o C.
5.
Termosfer
Transisi
dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai
termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini
yaitu sekitar 1982oC. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi
sinar ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk
lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat
memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna
untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh. Molekul oksigen akan
terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan
gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan
meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan
meningkaknya ketinggian.
6.
Eksosfer
Merupakan
lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan gas-gas
atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (pada dasarnya adalah batas
atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer
adalah daerah yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi. Garis imajiner
yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause. Adanya
refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya
matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal.
E.
Teori Pembentukan Bumi
Teori Kabut Kant – Laplace
Sejak
jaman sebelum Masehi, para ahli telah melakukan analisis terhadap gejala-gejala
alam. Mulai abad ke 18 para ahli telah memikirkan proses terjadinya Bumi. Teori
kabut (nebula) dikemukakan oleh Immanuel Kant (1755) dan Piere de Laplace
(1796). Dalam teori ini dikemukakan bahwa di jagat raya terdapat gas yang
berkumpul menjadi kabut (nebula). Gaya tarik-menarik antar gas ini membentuk
kumpulan kabut yang sangat besar dan berputar semakin cepat. Dalam proses
perputaran yang sangat cepat, materi kabut bagian khatulistiwa terlempar
memisah dan memadat (karena pendinginan). Bagian yang terlempar, kemudian
menjadi planet-planet dalam tata surya.
Teori Chamberlin dan Maulton
Seabad
setelah teori kabut, muncul teori Planetesimal. Mengungkapkan bahwa pada
mulanya terdapat matahari asal. Suatu ketika, matahari asal ini didekati oleh
sebuah bintang besar yang menyebabkan terjadinya penarikan pada bagian
matahari. Akibat tenaga penarikan matahari asal, terjadilah ledakan-ledakan
yang hebat. Gas yang meledak ini keluar dari atmosfer matahari, kemudian
mengembun dan membeku sebagai benda-benda yang padat, dan disebut planetesimal.
Planetesimal ini dalam perkembangannya menjadi planet-planet, dan salah satunya
adalah planet Bumi kita.
Pada
dasarnya, proses teoritis terjadinya planet dan bumi, dimulai dari benda
berbentuk gas yang bersuhu sangat panas. Kemudian karena proses waktu dan
perputaran (pusingan) cepat, maka terjadi pendinginan yang menyebabkan
pemadatan (pada bagian luar). Adapaun tubuh Bumi bagian dalam masih bersuhu
tinggi.
Teori Jeans dan Jeffreys
Dikemukakan
leh jeans dan Jeffreys, yakni sebuah bintang besar mendekati matahari dalam
jarak pendek, sehingga menyebabkan terjadinya pasang surut pada matahari, saat
matahari masih berada dalam keadaan gas. Terjadinya pasang surut air laut kita
kenal di Bumi, ukuranya sangat kecil. Penyebabnya karena kecilnya massa bulan
dan jauhnya jarak bulan ke Bumi (60 kali radius orbit Bumi). Tetapi, jika
sebuah bintang yang bermassa hampir sama besar dengan matahari dan mendekati
matahari, maka akan terbentuk semacam gelombang raksasa pada tubuh matahari,
yang disebabkan oleh gaya tarik bintang tadi. Gunung-guung tersebut akan
mencapai tinggi yang luar biasa dan membentuk semacam lidah pijar yang besar
sekali, menjulur dari massa matahari tadi dan merentang kea rah bintang besar itu.
Dalam
lidah panas ini, terjadi perapatan gas-gas dan akhirnya kolom-kolom akan pecah,
lalu berpisah menjadi benda tersendiri, yaitu planet-planet. Bintang besar yang
menyebabkan penarikan pada bagian-bagian tubuh matahari, melanjutkan perjalanan
di jagat raya, sehingga lambat laun akan hilang pengaruhnya terhadap-planet
yang berbentuk tadi. Planet-planet itu akan berputar mengelilingi matahari dan
mengalami proses pendinginan. Proses pendinginan ini berjalan dengan lambat
pada planet-planet besar, seperti Yupiter dan Saturnus, sedangkan pada
planet-planet kecil seperti Bumi, pendinginan berjalan relatif lebih cepat.
Sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar