TEORI TERJADINYA JAGAT RAYA, TEORI TERJADINYA TATA
SURYA, DAN HUKUM KEPLER
A.Teori Terjadinya Jagat Raya
Teori Terjadinya Jagat RayaProses terjadinya
jagat raya merupakan salah satu misteri yang dicoba dipecahkan oleh manusia.
Berikut ini adalah teori-teori yang menjelaskan proses pembentukan jagat rayaa.
1.
Teori “Big Bang”
Salah satu teori
yang menjelaskan proses terjadinya jagat raya adalah teori ”Big Bang”. Menurut
teori ini, jagat raya terbentuk dari ledakan dahsyat yang terjadi kira-kira
13.700 juta tahun yang lalu. Akibat ledakan tersebut materi-materi dengan
jumlah sangat banyak terlontar ke segala penjuru alam semesta.
Materi-materi tersebut akhirnya membentuk bintang, planet,debu kosmis, as-teroid, meteor, energi, dan
partikel-partikel lain. Teori ”Big Bang” inididukung oleh seorang astronom dari Amerika Serikat, yaitu Edwin Hubble.
Berdasarkan pengamatan dan penelitian yang dilakukan, menunjukkan bahwa jagat
raya ini tidak bersifat statis. Semakin jauh jarak galaksi dari Bumi,
semakin cepat proses pengembangannya.Penemuan
tersebut dikuatkan lagi oleh ahli astrofisika dari Amerika Serikat, ArnoPnezias
dan Robert Wilson pada tahun 1965 telah mengukur tahap radiasi yang ada diangkasa raya. Penemuan ini kemudian disahkan oleh
ahli sains dengan menggunakan alatNASA yangbernama COBE spacecraft antara tahun
1989–1993. Kajian-kajian terkini darilaboratorium CERN (Conseil Europeen pour
la Recherche Nucleaire atau European Councilfor Nuclear Research) yang terletak
berdekatan dengan Genewa menguatkan lagi teori ”BigBang”. Semua ini mengesahkan
bahwa pada masa dahulu langit dan Bumi pernah bersatusebelum akhirnya
terpisah-pisah seperti sekarang. Beberapa pendapat ahli astronomi pndukung
teori ini adalah: Vesto Sliper(1932): meneliti bahwa garis-garis spektrum galaksi-galaksi semakin menjauh dan bergeser ke
arah merah. Artinya: galaksi galaksi di sekitar kita
semua bergerak saling menjauhi.Alan Guth (1980): berhasil menghitung adanya hubungan
antara pergeseran spektrum galaksi berwarna merah dengan kecepatan
menjauhnya.
2. Teori “Keadaan
Tetap”
Teori ”keadaan
tetap” atau teori ciptaan sinambung menyatakan bahwa jagat raya selama
berabad-abad selalu dalam keadaan yang sama dan zat hidrogen senantiasa dicipta
dariketiadaan. Penambahan jumlah zat, dalam
teori ini memerlukan waktu yang sangat lama,yaitu kira-kira seribu juta
tahun untuk satu atom dalam satu volume ruang angkasa. Teori ini diajukan oleh ahli astronomi Fred Hoyle dan beberapa ahli astrofisika Inggris. Dalam teori”keadaan 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 bahwa zat yang merupakan asal
mula bintang dan galaksitersebut
adalah hidrogen. Teori ini diterima secara skeptis oleh beberapa ahli yang
lain, sebab hal itu melanggar salah satu
hukum dasar fisika, yaitu hukum kekekalan zat. Zat tidak dapatdiciptakan
atau dihilangkan tetapi hanyalah dapat diubah menjadi jenis zat lain atau menjadienergi. Sampai saat ini belum dapat dipastikan
bagaimana se-sungguhnya jagat raya initerbentuk. Teori-teori yang
dikemukakan para ahli tersebut tentunya memiliki kelebihan dan kekurangan
sendiri-sendiri.
3. Teori “Mengembang dan Memampat” (The Oscillating
Theory)
Teori ini
dikenal pula dengan nama teori ekspansi dan konstraksi. Menurut teori ini,
jagat raya terbentuk karena adanya suatu siklus materi yang diawali dengan masa
ekspansi atau mengembang yang disebabkan oleh adanya reaksi inti hidrogen, pada
tahap ini terbentuklah galaksi-galaksi.
Tahap ini
diperkirakan berlangsung selama 30 milyar tahun, selanjutnya
galaksi-galaksi dan bintang yang telah terbentuk akan meredup, kemudian
memampat yang didahului dengan keluarnya pancaran panas yang sangat tinggi.
Setelah tahap memampat maka tahap berikutnya adalah tahap mengembang dan
kemudian memampat lagi.
4. Teori “Alam Semesta
Quantum”
Teori ini
diciptakan oleh William Lane Craig pada tahun 1966. Dia mengemukakan bahwa alam
semesta adalah sudah ada selamanya dan akan selalu ada untuk selamanya pula.
Dalam teori ini, ruang hampa pada hakikatnya tidak ada, yang ada adalah
partikel-partikel sub atomik.
B. Teori Terjadinya Tata Surya
Teori-teori tentang proses terbentuknya
tata surya dapat dikelompokan menjadi beberapa teori, yaitu sebagai berikut.
a. Teori nebula (Kant dan Laplace)
a. Teori nebula (Kant dan Laplace)
Teori Nebula
pertama kali dikemukakan seorang filsuf Jerman bernama Imanuel Kant.
Menurutnya, tata surya berasal dari nebula yaitu gas atau kabut tipis yang
sangat luas dan bersuhu tinggi yang berputar sangat lambat. Perputaran yang
lambat itu menyebabkan terbentuknya konsentrasi materi yang mempunyai berat
jenis tinggi yang disebut inti massa di beberapa tempat yang berbeda. Inti
massa yang terbesar terbentuk di tengah, sedangkan yang kecil terbentuk di
sekitarnya Karena terjadi proses pendinginan, inti-inti massa yang lebih kecil
berubah menjadi planet-planet, sedangkan yang paling besar masih tetap dalam
keadaan pijar dan bersuhu tinggi yang disebut matahari.
Teori nebula
lainnya dikemukakan oleh Pierre Simon Laplace. Menurut Laplace, tata surya
berasal dari bola gas yang bersuhu tinggi dan berputar sangat cepat. Karena
perputaran yang sangat cepat, sehingga terlepaslah bagian-bagian dari bola gas
tersebut dalam ukuran dan jangka waktu yang berbeda-beda. Bagian-bagian
yang terlepas itu berputar dan akhirnya mendingin membentuk planet-planet,
sedangkan bola gas asal dinamakan matahari.
Keterangan :
a) Nebula berasal dari gas dan debu, sebagian besar menjadi Matahari.
b) Terbentuk Matahari dan planet lain yang masih Berpijar.
c) Matahari terbentuk planet-planet bertebaran tak terarah.
d) Matahari berputar pada porosnya, planet-planet terbentuk atmosfernya.
e) Planet terbentuk atmosfer, dibumi telah muncul kehidupan karena sudah ada lapisan atmosfer.
b. Teori
planetesimal (Moulton dan Chamberlain)
Thomas
C.Chamberlin (1843-1928),seorang ahli Geologi serta Forest R.Moulton
(1872-1952) seorang ahli Astronomi,keduanya berasal dari Amerika
Serikat.Teorinya dikenal sebagai Teori Planetesimal (Planet Kecil),karena
planet terbentuk dari benda padat yang memang sudah ada.
Teori
ini mengatakan,matahari telah ada sebagai salah satu dari bintang-bintang.Pada suatu
masa,ada sebuah bintang berpapasan pada jarak yang tidak terlalu
jauh.Akibatnya,terjadilah peristiwa pasang naik pada permukaan matahari maupun
bintang itu. Sebagian dari massa matahari tertarik kearah bintang.
Pada
waktu bintang itu menjauh,menurut Moulton dan Chamberlin,sebagian dari massa
matahari itu jatuh kembali ke permukaan matahari dan sebagian lagi terhambur ke
ruang angkasa sekitar matahari.Hal inilah yang dinamakan planetesimal yang
kemudian menjadi planet-planet yang akan beredar pada orbitnya..
Teori
ini dikemukakan oleh Sir James Jeans (1877-1946) dan Harold Jeffreys
(1891),keduanya adalah ilmuwan Inggris.
Mereka melukiskan,bahwa setelah bintang itu berlalu,massa matahari yang lepas itu membentuk bentukan cerutu yang yang menjorok kearah bintang.Kemudian,akibat bintang yang makin menjauh,massa cerutu itu terputus-putus dan membentuk gumpalan gas di sekitar matahari.Gumpalan-gumpalan itulah yang kemudian membeku menjadi planet-planet.Teori ini menjelaskan,apa sebab planet-planet di bagian tengah,seperti Jupiter,Saturnus,Uranus,dan Neptunus merupakan planet raksasa,sedangkan di bagian ujungnya,Merkurius dan Venus di dekat matahari dan Pluto di ujung lain merupakan planet yang lebih kecil.
Mereka melukiskan,bahwa setelah bintang itu berlalu,massa matahari yang lepas itu membentuk bentukan cerutu yang yang menjorok kearah bintang.Kemudian,akibat bintang yang makin menjauh,massa cerutu itu terputus-putus dan membentuk gumpalan gas di sekitar matahari.Gumpalan-gumpalan itulah yang kemudian membeku menjadi planet-planet.Teori ini menjelaskan,apa sebab planet-planet di bagian tengah,seperti Jupiter,Saturnus,Uranus,dan Neptunus merupakan planet raksasa,sedangkan di bagian ujungnya,Merkurius dan Venus di dekat matahari dan Pluto di ujung lain merupakan planet yang lebih kecil.
d. Teori bintang
kembar (Lyttleton)
Teori bintang
kembar dikemukakan astronom Inggris bernama Lyttleton. Teori ini menyatakan
bahwa pada awalnya matahari merupakan bintang kembar yang satu dengan lainnya
saling mengelilingi, pada suatu masa melintas bintang lainnya dan menabrak
salah satu bintang kembar itu dan menghancurkannya menjadi bagian-bagian kecil
yang terus berputar dan mendingin menjadi planet-planet yang mengelilingi
bintang yang tidak hancur, yaitu matahari.
e.
Teori awan debu (Weizsaecker dan Kuiper)
Pada tahun 1940 seorang ahli astronomi
Jerman bernama Carl von Weizsaeker mengembangkan suatu teori yang dikenal
dengan Teori Awan Debu (The Dust-Cloud Theory).Teori ini kemudian disempurnakan
lagi oleh Gerard P.Kuiper (1950),Subrahmanyan Chandrasekhar,dan lain-lain.
Teori ini mengemukakan bahwa tata surya
terbentuk dari gumpalan awan gas dan debu.Sekarang ini di alam semesta
bertebaran gumpalan awan seperti itu.Lebih dari 5 milyar tahun yang lalu,salah
satu gumpalan awan itu mengalami pemampatan.Pada proses pemampatan itu
partikel-partikel debu tertarik ke bagian pusat awan itu,membentuk gumpalan
bola dan mulai berpilin.Lama-kelamaan gumpalan gas itu memipih menyerupai
bentuk cakram yang tebal di bagian tengah dan lebih tipis di bagian tepinya.
Partikel-partikel di bagian tengah
cakram itu kemudian saling menekan,sehingga menimbulkan panas dan menjadi
pijar.Bagian inilah yang disebut matahari.
Bagian yang lebih luar berpusing sangat
cepat,sehingga terpecah-pecah menjadi banyak gumpalan gas dan debu yang lebih
kecil.Gumpalan kecil ini juga berpilin.Bagian ini kemudian membeku dan menjadi
planet-planet dan satelit-satelitnya.
C.Hukum Kepler
- Setiap planet bergerak dengan lintasan elips, matahari berada di salah satu fokusnya.
- Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama.
- Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari.
Ketiga hukum
diatas ditemukan oleh ahli matematika dan astronomi Jerman: Johannes Kepler (1571–1630),
yang menjelaskan gerakan planet di dalam tata surya. Hukum di atas
menjabarkan gerakan dua benda yang saling mengorbit.
Karya Kepler
didasari oleh data pengamatan Tycho Brahe, yang diterbitkannya
sebagai 'Rudolphine tables'. Sekitar tahun 1605, Kepler menyimpulkan bahwa data
posisi planet hasil pengamatan Brahe mengikuti rumusan matematika cukup
sederhana yang tercantum di atas.
Hukum Kepler
mempertanyakan kebenaran astronomi dan fisika warisan zaman Aristoteles dan Ptolemaeus. Ungkapan
Kepler bahwa Bumi beredar sekeliling, berbentuk elips dan bukannya epicycle,
dan membuktikan bahwa kecepatan gerak planet bervariasi, mengubah astronomi dan
fisika. Hampir seabad kemudian, Isaac Newton mendeduksi
Hukum Kepler dari rumusan hukum karyanya, hukum gerak dan hukum gravitasi
Newton, dengan menggunakan Euclidean geometri klasik.
Hukum Pertama
“Lintasan
setiap planet ketika mengelilingi matahari berbentuk elips, di mana matahari
terletak pada salah satu fokusnya.”
Pada zaman Kepler, klaim di atas adalah
radikal. Kepercayaan yang berlaku (terutama yang berbasis teori epicycle)
adalah bahwa orbit harus didasari lingkaran sempurna. Pengamatan ini sangat
penting pada saat itu karena mendukung pandangan alam semesta menurut
Kopernikus. Ini tidak berarti ia kehilangan relevansi dalam konteks yang lebih
modern.
Meski secara
teknis elips yang tidak sama dengan lingkaran, tetapi sebagian besar planet
planet mengikuti orbit yang bereksentrisitas rendah, jadi secara kasar bisa
dibilang mengaproksimasi lingkaran. Jadi, kalau ditilik dari pengamatan jalan
edaran planet, tidak jelas kalau orbit sebuah planet adalah elips. Namun, dari
bukti perhitungan Kepler, orbit-orbit itu adalah elips, yang juga
memeperbolehkan benda-benda angkasa yang jauh dari matahari untuk memiliki
orbit elips. Benda-benda angkasa ini tentunya sudah banyak dicatat oleh ahli
astronomi, seperti komet dan asteroid. Sebagai contoh, Pluto, yang diamati pada
akhir tahun 1930, terutama terlambat diketemukan karena bentuk orbitnya yang
sangat elips dan kecil ukurannya.
Hukum Kedua
“Luas daerah yang disapu oleh garis antara
matahari dengan planet adalah sama untuk setiap periode waktu yang sama.”
Hal yang paling utama dalam Hukum II Kepler
adalah kecepatan sektor mempunyai harga yang sama pada semua titik sepanjang
orbit yang berbentuk elips.
Hukum Ketiga
“Kuadrat waktu yang diperlukan oleh planet
untuk menyelesaikan satu kali orbit sebanding dengan pangkat tiga jarak
rata-rata planet-planet tersebut dari matahari.”
Planet yang terletak jauh dari matahari
memiliki perioda orbit yang lebih panjang dari planet yang dekat letaknya.
Hukum Kepler ketiga menjabarkan hal tersebut secara kuantitatif.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar