astronomi : mengenal bumi

A.  Definisi Jagad Raya

Beberapa pengertian jagad raya antara lain:

a.    Jagad raya, alam semesta, atau antariksa adalah ruang yang meluas ke segala arah, dan memiliki batas-batas yang belum dapat diketahui.

b.    Jagad raya diduga berbentuk melengkung, dan diduga dalam keadaan memuai.

c.    Jagad raya terdiri atas galaksi-galaksi atau sistem-sistem bintang yang berjumlah banyak sekali. Salah satu diantaranya adalah galaksi Bimasakti.

d.   Galaksi-galaksi terdiri atas benda-benda langit yang membentuk sistem bintang yang kecil-kecil.

Jadi, jagad raya adalah ruang yang sulit diketahui atau dibayangkan luasnya. Namun, hasil penelitian para ahli astronomi menyatakan bahwa jagad raya ini memiliki batas-batas dan dalam keadaan memuai.

B.  Teori Asal Mula Jagat Raya

a.    Teori Ledakan Besar

Teori ledakan besar pertama kali dikemukakan oleh kosmolog Abbe Lemaitre pada tahun1920-an. Menurutnya alam semesta ini bermula dari gumpalan super-atom raksasa yang isinya tidak bisa kita bayangkan tetapi kira-kira seperti bola api raksasa yang suhunya antara10 milyar sampai1trilyun derajat celcius (air mendidih suhunya hanya 100oC). Gumpalan super-atom tersebut meledak sekitar15 milyar tahun yang lalu. Hasil sisa dentuman dahsya 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 dengan terbentunya bintang-bintang, diantara bintang-bintang tersebut berpusat membentuk kelompoknya masing-masing yang kemudian kita sebut galaksi.

 

b.   Teori Keadaan Tetap

Ahli astronomi Inggris, Fred Hoyle dan beberapa ahli astrofisika inggris mengajukan  teori keadaan tetap yang menerangkan bahwa jagad raya tidak hanya sama dalam ruang angkasa (asas kosmologi) tetapi juga tidak berubah dalam waktu (asas kosmografi yang sempurna). Jadi, asas kosmologi diperluas sedemikan rupa sehingga menjadi “sempurna” atau “lengkap” dan tidak bergantung pada peristiwa sejarah tertentu. Teori keadaan tetap berlawanan sekali dengan teori letusan hebat. Dalam teori letusan hebat, ruang angkasa berkembang menjadi lebih kosong sewaktu berbagai galaksi menjauh. Dalam teori keadaan tetap, kita harus menerima bahwa zat baru selalu diciptakan dalam ruang angkasa diantara berbagai galaksi sehingga galaksi baru akan terbentuk guna menggantikan galaksi yang menjauh. Orang bersepakat mengatakan bahwa zat baru itu adalah hidrogen, yaitu sumber yang menjadi asal usul bintang dan galaksi.

c.    Teori Osilasi

Teori yang cukup akomodatif dari kedua teori diatas adalah teori osilasi. Keyakinan tentang kejadian alam semesta sama denganTeori Keadaan Tetap yaitu bahwa alam semesta tidak awal dan tidak akan berakhir.Tetapi model osilasi mengakui adanya dentuman besar dan  nanti pada suatu saat gravitasi menyedot kembali efek ekspansi ini sehingga alam semesta akan mengempis (collapse) yang 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 dan seterusnya.

Teori ini berpendapat bahwa ada suatu siklus di jagad raya. Satu siklus mengalami masa ekspansi dan satu masa kontraksi. Satu siklus diperkirakan berlangsung selama 30 milyar tahun. Dalam masa ekspansi terbentuklah galaksi-galaksi serta bintang-bintang di dalamnya. Ekspansi ini diakibatkan oleh adanya rekasi inti hidrogen yang pada akhirnya membentuk unsur-unsur lain yang kompleks. Pada masa kontraksi, galaksi dan bintang yang telah terbentuk meredup dan unsur yang telah terbentuk menyusut dengan mengeluarkan tenaga berupa panas yang sangat tinggi. teori ini disebut juga dengan oscillating theory (teori mengembang dan memampat).

 

Faseledakan(big                                      Fasepenyusutan

             Gambar Teori Osilasi

C.  Teori Pembentukan tata surya dan  bumi

Bumi merupakansebagian dari gumpalan gas yang berasal pada awal pembentukan matahari. Gumpalan gas yang besar tesebut selalu dalam keadaan berputar. Dikarenakan sesuatu hal, terlepaslah sebagian gumpalan itu, walaupun seolah-olah dicampakkan sangat jauh tetapi gumpalan itu masih tetap berputar terus menerus mengelilingi gumpalan besar (matahari) tersebut. Gumpalan-gumpalan yang terpisah tersebut setelah mengalami proses pendinginan akan memadat menjadi planet. Dari gumpalan planet, terlepas pula sebagian gumpalan planet yang tetap berputar mengelilingi gumpalan asalnya. Benda itu disebut bulan atau satelit.

Kejadian tersebut memakan waktu yang sangat lama. Jadi kondisi bumi yang seperti sekarang ini baru terjadi setelah berjuta-juta tahun. Sesudah bumi mendingin, lama-kelamaan bagian luarnya memadat sehingga permukaan bumi dapat ditempati oleh manusia, tumbuhan, serta makhluk hidup lainnya. Sesudah bumi terbentuk bersama dengan planet lainnya, bahan-bahan yang lebih berat menggumpal di dalam inti, sedangkan keraknya terdiri atas unsur-unsur silikon dan magnesium. Di bawah kerak bumi terdapat lapisan yang banyak mengandung unsur persenyawaan logam sulfida. Bagian terdalam adalah inti bumi yang mengandung besi dan nikel. Tebal masing-masing bagian dapat diketahui dengan menyelidiki jalannya gelombang gempa karena gelombang dibiaskan oleh lapisan bumi sesuai dengan kecepatan perambatan gelombang pada lapisan tersebut.

Berikut adalah beberapa hipotesis terjadinya bumi dan tata surya :

a.    Teori Nebula (Kabut)

Hipotesis yang sering dinamakan hipotesis solar nebula ini merupakan hipotesis yang paling tua dan paling terkenal. Immanuel Kant, seorang ahli filsafat berkebangsaan Jerman membuat suatu hipotesis tentang terjadinya tata surya. Menurut hipotesis tersebut, di jagat raya terdapat gumpalan kabut yang berputar perlahan-lahan. Bagian tengah kabut itu lama-kelamaan menjadi gumpalan gas yang kemudian menjadi matahari. Bagian kabut di sekitarnya menjadi planet-planet dan satelit.

Nebula adalah kabut yang terdiri atas gas (terutama hidrogen dan helium) dan debu-debu angkasa. Meskipun demikian, tampaknya menjadi inspirasi bagi immanuel Kant ( 1724-1804) bahwa mula-mula ada sebuah nebula yang baur dan hampir bulat, yang berotasi dengan kecepatan sangat lambat sehingga mulai menyusut. Akibat penyusutan dan rotasi, terbentuklah rotasi sebuah cakram datar di tengahnya. Penyusutan berlanjut dan matahari terbentuk dipusat cakram. Cakram berputar sangat cepat sehingga bagian-bagian tepi cakram terlepas membentuk gelang-gelang bahan. Kemudian, gelang-gelang memadat dan menjadi planet yang berevolusi menjadi orbit elips mengitari matahari. Gagasan immanuel kant ini didasarkan dari teori pusaran descartes yang mengubah asumsi dari fluida menjadi gas.

Teori nebula semakin mantap  setelah Pierre Simon Laplace (1749-1827) menyatakan bahwa tata surya berasal dari kabut panas yang berpilin. Pilinan tersebut berupa gumpalan kabut yang membentuk bulatan seperti bola besar. Semakin kecil bola itu, pilinannya semakin cepat sehingga bentuk pola itu memepat pada kutubnya dan melebar pada bagian ekuatornya. Kemudian, sebagian massa gas di ekuatornya itu menjauh dari gumpalan intinya membentuk gelang-gelang yang akhirnya berubah menjadi gumpalan padat. Gumpalan padat itulah yang menjadi planet dan satelitnya, sedangkan bagian inti kabut tetap berbentuk berpijar yang disebut matahari.

 

b.   Teori Planetasimal

Thomas C. Chamberlin seorang ahli geologi dan ilmuwan dari Amerika, menyampaikan teori yang dikenal sebagai teori planetasimal (berarti planet kecil) dalam penelitiannya, The Origin of The Earth (asal mula bumi) pada tahun 1916. Menurut teori ini, matahari telah ada sebagai salah satu dari bintang-bintang di alam semesta. Pada suatu masa ada sebuah bintang berpapasan dengan matahari pada jarak yang tidak terlalu jauh. Akibatnya, terjadilah peristiwa pasang naik pada permukaan matahari maupun bintang itu. Sebagian dari masa matahari tertarik ke arah bintang tersebut. Pada waktu bintang itu menjauh, sebagian dari massa matahari jatuh kembali ke permukaan matahari dan sebagian lagi terhambur ke ruang angkasa di sekitar matahari. Bagian dari massa matahari tersebut dinamakan planetasimal, yang kemudian menjadi planet-planet dan beredar pada orbitnya.

 

c.    Teori Pasang Surut Gas

Pada tahun 1917, James Jeans dan Harold Jeffries mengemukakan teori tentang terjadinya planet-planet yang dikenal dengan nama hipotesis tidal Jeans-Jeffries. Menurut hipotesis ini, pada saat sebuah bintang yang hampir sama besarnya dengan matahari melintas di dekat matahari. Hal ini menyebabkan terjadinya pasang pada matahari. Pasang itu berbentuk seperti cerutu yang sangat besar. Bentuk cerutu yang sangat besar ini kemudian bergerak mengelilingi matahari dan pecah menjadi sejumlah butir-butir tetesan kecil. Butir-butir tetesan yang terbesar dapat menarik butir-butir yang kecil, sehingga akhirnya membentuk gumpalan-gumpalan yang menjadi planet-planet. Hal yang sama juga terjadi pada pembentukan satelit.

 

Gambar:  Teori pasang surut terjadinya Tata Surya

d.   Teori Bintang Kembar

Teori ini dikemukakan oleh seorang ahli astronomi Inggris bernama R.A. Lyttleton sekitar tahun 1930-an. Teori ini menyatakan bahwa pada mulanya terdapat sepasang matahari kembar yang saling mengelilingi. Kemudian melintaslah sebuah bintang dan menabrak salah satu matahari. Matahari yang tertabrak ini lalu hancur menjadi materi-materi kecil yang terus berputar mengelilingi matahari yang masih utuh. Materi-materi kecil tadi kemudian mendingin dan menjadi planet.

 

e.    Teori Protoplanet

          Teori Protoplanet disebut juga sebagai teori Awan Debu. Teori ini dekemukakan oleh seorang ahli astronomi Jerman bernama Carl von Weizsaecker pada 1940-an. Kemudian teori ini disempurnakan oleh Gerard P. Kuiper pada 1950-an. Teori ini mengungkapkan bahwa tata surya pada mulanya berbentuk awan yang sangat luas yang terdiri atas debu, gas hidrogen, dan gas helium. Partikel-partikel awan ini kemudian saling tarik-menarik, berputar cepat dan teratur. Lama-kelamaan terbentuklah piringan cakram dimana bagian tengahnya menggelembung dan bagian tepinya menyempit. Inti cakram yang menggelembung lalu menjadi matahari, sedangkan bagian tepinya menjadi planet-planet.