Minggu, 12 Agustus 2012

TEORI TERJADINYA JAGAT RAYA, TEORI TERJADINYA TATA SURYA, DAN HUKUM KEPLER

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)
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.
Nebula


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..

c. Teori pasang surut (Jeans dan Jeffreys
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.




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
Di dalam astronomi, tiga Hukum Gerakan Planet Kepler adalah:
  • 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:

Poskan Komentar