RUANG LINGKUP IPA di alam semesta

www.ruang lingkup ipa.com

Ruang Lingkup IPA Alam Semesta

1. Pengertian Alam Semesta

a. Alam Semesta

Pengertian alam semesta mencakup tentang mikrokosmos dan makrokosmos. Mikrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amuba, dan sebagainya. Sedangkan makrokosmos adalah benda-benda yang ukurannya sangat besar, misalnya bintang, planet, galaksi. Namun para ahli astronomi menggunakan istilah alam semesta dalam pengertian tentang ruang angkasa dan benda-benda langit yang ada didalamnya. Alam semesta atau universum dalam terminologi ilmu astronomi adalah ruang angkasa dengan segala zat dan energi yang ada didalamnya

Konsep manusia mengenai apa yang dimaksud alam semesta telah berubah secara radikal sepanjang zaman. Pada mulanya, mereka meletakkan Bumi sebagai pusat alam semesta. Selanjutnya, mereka menemukan bahwa Bumi hanyalah sebuah planet, dan yakin bahwa mataharilah sebagai pusat. Kemudian mereka menyadari bahwa Matahari hanyalah sebuah bintang biasa, yang merupakan anggota dari sebuah gugusan bintang yang disebut galaksi dan meyakini bahwa galaksi inilah Alam Semesta. Setelah itu, mereka menemukan lagi bahwa galaksi ini hanyalah satu dari sedemikian banyak galaksi yang membentuk alam semesta. Kenyataan inilah yang kita yakini saat ini.

2. Teori Asal Mula Alam Semesta

a. Teori Letusan Hebat

Berbagai teori tentang jagad raya membentuk suatu bidang studi yang dikenal sebagai kosmologi. Einstein adalah ahli kosmologi modern pertama. Tahun 1915 ia menyempurnakan teori umumnya tentang relativitas, yang kemudian diterapkan pada pendistribusian zat di luar angkasa. Pada tahun 1917 secara matematik ditentukan bahwa tampaknya ada massa bahan yang hampir seragam yang keseimbangannya tak tentu antara kekuatan tarik gravitasi dan kekuatan olek atau kekuatan dorong kosmik lain yang tak dikenal.

Pada tahun 1922 seorang ahli fisika Rusia muncul dengan pemecahan soal itu secara lain, yang mengatakan bahwa kekuatan tolak tidak berperan bahkan jagad raya terus meluas dan seluruh partikel terbang saling menjauhi dengan kecepatan tinggi. Karena kekuatan tarik gravitasi, perluasan itu terus melambat. Sebelumnya, partikel-partikel itu telah bergerak keluar bahkan lebih cepat lagi. Dalam model jagat raya ini dahulu perluasan mulai pada saat yang unik yang disebut “letusan hebat”.

Teori letusan hebat rupanya begitu berlawanan dengan pengetahuan astronomi zaman sekarang, yang mula-mula sedikit menarik perhatian. Akhirnya sebanyak bintang dalam galaksi Bimasakti bukannya saling menjauhi satu sama lain, tetapi malahan berjalan dalam orbit sirkular mengelilingi wilayah pusatnya yang padat. Akan tetapi, pada tahun 1929 Edwin Hubble, ketika itu ahli astronomi di Observatorium Mount Wilson, mengemukakan bahwa berbagai galaksi yang telah diamatinya sebenarnya menjauhi kita, dan menjauhi yang lain, dengan kecepatan sampai beberapa ribu kilometer per-detik.

Rupanya galaksi-galaksi ini, seperti halnya Bimasakti kita, menjaga keutuhan bentuk internalnya selama waktu yang panjang. Galaksi-galaksi itu secara sendiri-sendiri mengarungi angkasa raya, kira-kira sebagain unit atau partikel yang bergerak mengarungi ruang angkasa. Teori Einstein dapat diterapkan pada berbagai galaksi, sebagai ganti bintang-bintang.

b. Teori Keadaan Tetap

Kalau kita kembali ke tahun 1948, tidaklah ditemukan informasi yang cukup untuk menguji teori letusan hebat itu. Ahli Astronomi Inggris Fred Hoyle dan beberapa ahli astro-fisika Inggris mengajukan teori yang lain, teori keadaan tetap yang menerangkan bahwa jagat raya tidak hanya sama dalam ruang angkasa –asas kosmologi- tetapi juga tak berubah dalam waktu asas kosmologi yang sempurna. Jadi, asas kosmologi diperluas sedemikian rupa sehingga menjadi “sempurna” atau “lengkap” dan tidak bergantung pada peristiwa sejarah tertentu. Teori keadaan tetap berlawanan sekali dengan teori letusan hebat.

Dalam teori kedua, ruang angkasa berkembang menjadi lebih kosong sewaktu berbagai galaksi saling menjauh. Dalam teori keadaaan tetap, kita harus menerima bahwa zat baru selalu diciptakan dalam ruang angkasa di antara berbagai galaksi, sehingga galaksi baru akan terbentuk guna menggantikan galaksi yang menjauh. Orang sepakat mengatakan bahwa zat baru itu ialah hydrogen, yaitu sumber yang menjadi asal usul bintang dan galaksi.

Penciptaan zat berkesinambungan dari ruang angkasa yang tampaknya kosong itu diterima secara skeptis oleh para ahli, sebab hal ini rupanya melanggar salah satu hukum.

3. Anggota-anggota system tata surya

1. Matahari

Matahari merupakan bola gas yang berpijar, matahari adalah bintang yang beraada pada kelas spektrum G2. Matahari sangat panas sehingga berwujud gas. tekanan yang dihasilkan luar biasa besar karena tempetaturnya yang sangat tinggi di abagian intinya.Di inti matahari terjadi reaksi termonuklir. Matahari tersusun atas inti, fotosfer, kromosfer adn korona.

2. Planet

Ada beberapa hal yang menjadi syarat bahwa benda langit merupakan sebuah planet diantaranya :

a. Orbit planet tersebut mengelilingi matahari.

b. Memiliki massa yang cukup atau lebih besar dari 10 20 kg agar dapat menghasilkan gravitasi sendiri, dengan bentuknya mendekati bulat.

c. Orbitnya tidak memotong orbit planet lain.Planet – planet tersebut adalah Merkurius,Venus,Bumi,Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus.

3. Satelit

Hampir semua planet di tata srya memiliki sitem sekunder, disebut satelit. satelit bumi adalah bulan. Hampir semua satelit alami yang paling besar terletask di orbit sinkron, dengan satu sisinya secara tetap menghadap planet induknya.

4. Asteroid

Penemuan asteroid sudah ada sejak tahun 1801, yaitu oleh Piazzi seorang astronom Italia. Asteroid temuannya dinamai Ceres. Ceres rianugerahi sebagai asteroid terbesar di taat surya dengan diameter sekitar 900 km. populasi asteroid adalah di daerah antara orbit planet Mars dan Jupiter, dikenal sebagai Main Belt atau Sabuk Utama. Selain Ceres adapila asteroid lain yang menempati orbit yang berbeda, yaitu Trojan dan asteroid AAA (Asteroids-Amor, Apollo, Aten).

5. Komet

Komet adalah sekumpulan partikel-partikel padat, berevolusi terhaadp matahari dengan eksentrisitas yang sangat besar. Komet berarti si rambut panjang. Orbit komet membentuk sudut terhadap ekliptika. Jadi periode komet sangat besar, jarang terlihat.

Komet Halley muncul setiap 75 tahun sekali. selang waktu kemunculan komet menunjukan revolusi komet itu sewaktu bergerak mendekati matahari. Ketika komet mendekati matahari materialnya menjadi sanagat panas dan menguap, dan membentuk awan gas yang bercampur dengan debu di sekitar inti padatnya.

Tekanan radiasi matahari mendorong kometpertikel-partikel komet dan membentuk ekor. Kepala komet berdiameter sekitar 20.000 km, dan panjang ekornya sampai jutaan km. Pada saat komet mencapai perihelion , maka terbentuklah ekor komat yang paling maximum. Seluruh massa komet diperkirakan mencapai sepersejuta dari massa bumi. keberadaan komet ini seperti sepele tapi komet memang benar-benar ada.komet Lulin, si komet hijau nan cantik akan mendekati Bumi

6. Meteor

Cahaya uap yang dihasilkan seperti bintang bergerak cepat melintasi langit dikenal sebagai bintang jatuh, adalah fenomena hadirnya meteor.

jumlah meteor yang bertabrakan dengan bumi selama 24 lam diperkirakan mencapai 200 juta meteor. Meteor itu dinamakan meteorit. Meteorid diabedakan dalam 2 tipe, tipe pertama yaitu meteorid yang mengelilingi matahari seperti planet orbitnya memiliki eksentrisitas yang kecil serta hampir sebidang dengan bidang utama planet.

Tipe lainnya yaaitu komet yang memiliki eksentrisitas yang besar. mendekati bumi dari segala arah seakan ingin membombardir bumi dengan sudut kecil terhadap bidang orbit bumi. Meteor ini sering menumbuk bumi secara berkelompok disebut dengan Shower.

7. Materi Antar Planet

Medium antar planet terdiri dari debu dan gas. debu antar planet merupakan distribusi yang jarang dari mikrometeorit yang mengitari atata surya. Namun terdapat pula distribuso gas disekitar sistem tata surya.

Fakta adanya gas antar planet datang dari penyelidikan luar angkasa dengan peralatan canggihnya mencatat gerakan atom dan partikel yang bergerak dengan cepat. Gas antar planet terdiri dari ion dan elektron yang dipancarkan matahari ke luar angkasa. Liran ini dikenal dengan sebutan angin solar.

4. Lapisan-Lapisan Planet Bumi dan Fungsinya

Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bumi merupakan planet dengan urutan ketiga dari sembilan planet yang dekat dengan matahari. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km. Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Secara struktur, lapisan 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 1.100 oC. 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. Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC.

3. Inti bumi (core), yang 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 dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200 oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500 oC.

1. Litosfer (lapisan batuan pembentuk kulit bumi atau crust)

Litosfer berasal dari kata lithos berarti batu dan sfhere/sphaira berarti bulatan atau lapisan. Dengan demikian Litosfer dapat diartikan lapisan batuan pembentuk kulit bumi. Dalam pengertian lain, litosfer adalah lapisan bumi paling atas dengan ketebalan lebih kurang 70 km yang tersusun dari batuan penyusun kulit bumi.

2. Astenosfer (lapisan selubung atau mant/e) Astenosfer, yaitu lapisan yang terletak di bawah litosfer dengan ketebalan sekitar 2.900 km berupa material cair kental dan berpijar dengan suhu sekitar 3.000 0C, merupakan campuran dari berbagai bahan yang bersifat cair, padat dan gas bersuhu tinggi.

3. Barisfer (lapisan inti bumi atau core)

Barisfer, yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bagian bumi paling dalam yang tersusun atas lapisan Nife (Niccolum atau nikel dan ferrrum atau besi). Lapisan ini dapat pula dibedakan atas dua bagian yaitu inti luar dan inti dalam.

a. Inti luar (Outer core)

Inti luar adalah inti bumi yang ada di bagian luar. Tebal lapisan ini sekitar 2.200 km, tersusun atas materi besi dan nikel yang bersifat cair, kental, dan panas berpijar bersuhu sekitar 3.900 0C.

b. Inti dalam (Inner core)

Inti dalam adalah inti bumi yang ada di lapisan dalam dengan ketebalan sekitar 2.500 km, tersusun atas materi besi dan nikel pada suhu yang sangat tinggi yakni sekitar 4.8000C, akan tetapi tetap dalam keadaan padat dengan densitas sekitar 10 gram/cm3. Hal itu disebabkan adanya tekanan yang sangat tinggi dari bagian-bagian bumi lainnya.

Lapisan atas kerak bumi, di daerah daratan, biasanya dilapisi tanah. Tanah, yang terdiri atas partikel batuan yang ditimpa cuaca, juga mengandung banyak zat organik yang berasal dari pembusukan makhluk hidup zaman purba. Tanah mendukung kehidupan tanaman di bumi dan juga binatang karena makanan hewan, baik langsung maupun tidak berasal dari tanaman.

Berdasarkan uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa karakteristik lapisan bumi paling dalam (inti) memiliki sifat pejal atau keras yang diselubungi lapisan cair relatif kental, sedangkan bagian luar atau atasnya berupa litosfer yang pejal dan keras pula.

5. Teori Tentang terjadinya Planet Bumi

Bumi adalah planet tempat tinggal seluruh makhluk hidup beserta isinya. Sebagai tempat tinggal makhluk hidup, bumi tersusun atas beberapa lapisan bumi, bahan-bahan material pembentuk bumi, dan seluruh kekayaan alam yang terkandung di dalamnya. Bentuk permukaan bumi berbeda-beda, mulai dari daratan, lautan, pegunungan, perbukitan, danau, lembah, dan sebagainya. Bumi sebagai salah satu planet yang termasuk dalam sistem tata surya di alam semesta ini tidak diam seperti apa yang kita perkirakan selama ini, melainkan bumi melakukan perputaran pada porosnya (rotasi) dan bergerak mengelilingi matahari (revolusi) sebagai pusat sistem tata surya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya siang malam dan pasang surut air laut. Oleh karena itu, proses terbentuknya bumi tidak terlepas dari proses terbentuknya tata surya kita.

Setelah memahaminya, inilah proses pembentukan bumi dari beberapa teori:

1.Theory Big bang

Teori ini adalah yang paling terkenal. Berdasarkan Theory Big Bang, proses terbentuknya bumi berawal dari puluhan milyar tahun yang lalu. Pada awalnya terdapat gumpalan kabut raksasa yang berputar pada porosnya. Putaran yang dilakukannya tersebut memungkinkan bagian-bagian kecil dan ringan terlempar ke luar dan bagian besar berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Suatu saat, gumpalan kabut raksasa itu meledak dengan dahsyat di luar angkasa yang kemudian membentuk galaksi dan nebula-nebula. Selama jangka waktu lebih kurang 4,6 milyar tahun, nebula-nebula tersebut membeku dan membentuk suatu galaksi yang disebut dengan nama Galaksi Bima Sakti, kemudian membentuk sistem tata surya. Sementara itu, bagian ringan yang terlempar ke luar tadi mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan memadat. Kemudian, gumpalan-gumpalan itu membentuk planet-planet, termasuk planet bumi.

2)      Teori Kabut Kant-Laplace

Dalam teori ini dikemukakan bahwa di jagat raya terdapat gas yang kemudian 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 ini, materi kabut bagian khatulistiwa terlempar memisah dan memadat (karena pendinginan). Bagian yang terlempar inilah yang kemudian menjadi planet-planet dalam tata surya.

3)      Teori Planetesimal

Teori ini mengungkapkan bahwa pada mulanya telah terdapat matahari asal. Pada suatu ketika, matahari asal ini didekati oleh sebuah bintang besar, yang menyebabkan terjadinya penarikan pada bagian matahari. Akibat tenaga penarikan matahari asal tadi, 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.

4)      Teori Pasang Surut Gas

Teori ini dikemukakan leh jeans dan Jeffreys, yakni bahwa sebuah bintang besar mendekati matahari dalam jarak pendek, sehingga menyebabkan terjadinya pasang surut pada tubuh matahari, saat matahari itu masih berada dalam keadaan gas. Terjadinya pasang surut air laut yang kita kenal di Bumi, ukuranya sangat kecil. Penyebabnya adalah 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 mendekati matahari, maka akan terbentuk semacam gunung-gunung gelombang raksasa pada tubuh matahari, yang disebabkan oleh gaya tarik bintang tadi. Gunung-gunung 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 yang panas ini terjadi perapatan gas-gas dan akhirnya kolom-kolom ini akan pecah, lalu berpisah menjadi benda-benda tersendiri, yaitu planet-planet. Bintang besar yang menyebabkan penarikan pada bagian-bagian tubuh matahari tadi, 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 kita, pendinginan berjalan relatif lebih cepat.

5)      Teori Bintang Kembar

Menurut teori ini, galaksi berasal dari kombinasi bintang kembar. Salah satu bintang meledak sehingga banyak material yang terlempar. Karena bintang yang tidak meledak mempunyai gaya gravitasi yang masih kuat, maka sebaran pecahan ledakan bintang tersebut mengelilingi bintang yang tidak meledak. Bintang yang tidak meledak itu adalah matahari, sedangkan pecahan bintang yang lain adalah planet-planet yang mengelilinginya.

http://maaaaaateriii.blogspot.com/