1. Penjelasan Alam Semesta dan Isinya
Ukuran alam semesta
Ukuran alam semesta kita saat ini diperkirakan 13 miliar tahun cahaya ke segala arah. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun, yaitu sekitar 9,46 triliun kilometer atau 63 ribu kali jarak bumi ke matahari. Cahaya dipakai sebagai satuan ukur karena cahaya adalah benda tercepat di alam semesta. Ukuran ini tidak tetap karena alam semesta mengembang seiring waktu sehingga ukurannya terus bertambah di masa datang.
Umur alam semesta
Umur alam semesta kita juga diperkirakan 13 miliar tahun. Hal ini dikarenakan laju pengembangan bagian terjauh alam semsta hampir sama dengan kecepatan cahaya itu sendiri.
Ruang gerak alam semesta
Ruang gerak di alam semesta adalah tiga dimensi, dimana semua objek dapat bergerak dalam ruang yang tersaji secara matematis oleh tiga sumbu saling tegak lurus, kiri-kanan, atas-bawah, depan-belakang.
Isi alam semesta
Pada dasarnya alam semesta terisi oleh materi dan energi. Materi dalam alam semesta secara kasarnya terkumpul dalam hirarki berdasarkan sistem. Struktur terbesar dalam alam semesta adalah superkluster filamen.
Superkluster filamen
Superkluster filamen adalah kumpulan dari puluhan hingga ratusan kluster galaksi. Gravitasi bersama mereka mengikatnya menjadi filamen dengan panjang 300 hingga 900 juta tahun cahaya, lebar 150 hingga 300 juta tahun cahaya dan tebal 15 hingga 30 juta tahun cahaya. Di antara superkluster dengan superkluster lainnya terdapat ruang kosong raksasa dengan sedikit (bila ada) galaksi.
Kluster galaksi adalah kumpulan dari puluhan hingga ribuan galaksi, semua terikat dalam gravitasi bersama. Kluster galaksi membentang dalam ukuran jutaan tahun cahaya. Kluster galaksi kita dinamakan grup lokal. Terdiri dari 25 galaksi. Membentang 3 juta tahun cahaya dengan dua galaksi utama, andromeda dan bima sakti.
Dalam kasus MACSJ0025.4-1222, dua kluster galaksi perlahan bertabrakan dalam ratusan juta tahun. Tabrakan ini mengakibatkan materi gelap dalam kluster galaksi menjadi terpisah sebagian dengan materi normal. MACSJ0025 memuat ratusan galaksi, membentang tiga juta tahun cahaya, dan berada enam miliar tahun cahaya di rasi Cetus.
Dalam kasus MACSJ0025.4-1222, dua kluster galaksi perlahan bertabrakan dalam ratusan juta tahun. Tabrakan ini mengakibatkan materi gelap dalam kluster galaksi menjadi terpisah sebagian dengan materi normal. MACSJ0025 memuat ratusan galaksi, membentang tiga juta tahun cahaya, dan berada enam miliar tahun cahaya di rasi Cetus.
Galaksi adalah sistem organisasi dari ribuan hingga ratusan ribu tahun cahaya terdiri dari jutaan hingga triliunan bintang, saling tercampur dengan gas dan debu, semua terikat dalam gravitasi bersama. Ada sekitar 300 miliar galaksi di alam semesta. Ada empat jenis galaksi berdasarkan bentuknya, spiral, elips, sferoid dan tak beraturan.
Sebagian besar galaksi elips memiliki kluster globular yang terang dan banyak.
Adalah umum kalau galaksi saling tabrak dan saling makan. Sebagai contoh galaksi NGC 1316 berawal dari galaksi elips raksasa, sekitar 100 juta tahun lalu, menelan galaksi spiral tetangga yang kecil, NGC 1317. bukti ini ditunjukkan oleh karakteristik galaksi spiral berupa garis debu, dan puntiran bintang dan gas yang redup.
Galaksi kita adalah bima sakti. Sebuah galaksi berbentuk spiral berisi sekitar 200 miliar bintang, salah satunya adalah matahari kita. Bima sakti kita tidak sendiri. Ia adalah bagian dari 25 galaksi dalam kluster galaksi grup lokal. Anggota lain termasuklah galaksi besar andromeda (M31), M32, M33, Awan Magellan besar, Awan Magellan kecil, Dwingeloo 1, beberapa galaksi kecil tak beraturan, dan banyak galaksi elips cebol dan galaksi sferoid cebol. galaksi elips cebol M32 dan NGC 205 I adalah galaksi satelit dari galaksi besar andromeda.
Awan magellan kecil adalah galaksi tak beraturan berjarak 210 ribu tahun cahaya dari bumi. Ia memiliki banyak daerah pembentukan bintang yang muda, salah satunya N66, yang berusia 3 hingga 5 juta tahun dan belum membakar hidrogen di intinya. Bintang -bintang bayi ini berkerumun di kluster bintang NGC 346.
Galaksi triangulum (M33) adalah galaksi ketiga terbesar dalam grup lokal. Galaksi spiral ini berdiameter 50 ribu tahun cahaya. Jaraknya 3 juta tahun cahaya dari bima sakti. Didalamnya terdapat daerah NGC 604 yang merupakan daerah pembentukan bintang yang aktif.
Galaksi spiral M83 berjarak 12 juta tahun cahaya di rasi Hydra memiliki lengan-lengan spiral besar yang dipenuhi garis-garis debu dan kluster bintang biru sehingga disebut galaksi roda selatan. Daerah pembentukan bintang merah yang tidak terselip di lengan spiral memberinya nama lain, galaksi seribu rubi. Inti dari M83 adalah kumpulan kerumunan bintang neutron dan lubang hitam.
Sebagian besar galaksi elips memiliki kluster globular yang terang dan banyak.
Adalah umum kalau galaksi saling tabrak dan saling makan. Sebagai contoh galaksi NGC 1316 berawal dari galaksi elips raksasa, sekitar 100 juta tahun lalu, menelan galaksi spiral tetangga yang kecil, NGC 1317. bukti ini ditunjukkan oleh karakteristik galaksi spiral berupa garis debu, dan puntiran bintang dan gas yang redup.
Galaksi kita adalah bima sakti. Sebuah galaksi berbentuk spiral berisi sekitar 200 miliar bintang, salah satunya adalah matahari kita. Bima sakti kita tidak sendiri. Ia adalah bagian dari 25 galaksi dalam kluster galaksi grup lokal. Anggota lain termasuklah galaksi besar andromeda (M31), M32, M33, Awan Magellan besar, Awan Magellan kecil, Dwingeloo 1, beberapa galaksi kecil tak beraturan, dan banyak galaksi elips cebol dan galaksi sferoid cebol. galaksi elips cebol M32 dan NGC 205 I adalah galaksi satelit dari galaksi besar andromeda.
Awan magellan kecil adalah galaksi tak beraturan berjarak 210 ribu tahun cahaya dari bumi. Ia memiliki banyak daerah pembentukan bintang yang muda, salah satunya N66, yang berusia 3 hingga 5 juta tahun dan belum membakar hidrogen di intinya. Bintang -bintang bayi ini berkerumun di kluster bintang NGC 346.
Galaksi triangulum (M33) adalah galaksi ketiga terbesar dalam grup lokal. Galaksi spiral ini berdiameter 50 ribu tahun cahaya. Jaraknya 3 juta tahun cahaya dari bima sakti. Didalamnya terdapat daerah NGC 604 yang merupakan daerah pembentukan bintang yang aktif.
Galaksi spiral M83 berjarak 12 juta tahun cahaya di rasi Hydra memiliki lengan-lengan spiral besar yang dipenuhi garis-garis debu dan kluster bintang biru sehingga disebut galaksi roda selatan. Daerah pembentukan bintang merah yang tidak terselip di lengan spiral memberinya nama lain, galaksi seribu rubi. Inti dari M83 adalah kumpulan kerumunan bintang neutron dan lubang hitam.
Apa yang ada di pusat galaksi? Dari sini melihat ek jarak 30 ribu tahun cahaya disana cukup sulit. Debu2 yang saling tindih mengaburkan inti, membuatnya tak terlihat pada teleskop optik. Rediasi dalam s[ektrum infra merah dan radio kurang terganggu oleh debu dan berarti lebih mampu dalam mengungkap fenomena di pusat galaksi.
Di antara benda2 aneh yang diyakini ada di tepat di pusat galaksi adalah sumber kompak, dan sangat terang yang disebut Sagittarius A*. Sebagian astronom berpendapat bahwa pada titik ini sumber mirip titik menunjukkan sebuah lubang hitam dengan massa ekivalen dengan beberapa juta matahari.
Sebuah lubang hitam di pusat galaksi?
Sebuah lubang hitam dengan massa sejuta matahari? Kedengarannya luar biasa namun teoritikus menunjukkan bahwa formasi sebuah lubang hitam massif sebenarnya normal pada evolusi galaksi. Walau demikian, tidak semua astronom yakin bahwa sebuah lubang hitam massif ada di pusat bima sakti.
Sebuah lubang hitam dengan massa sejuta matahari? Kedengarannya luar biasa namun teoritikus menunjukkan bahwa formasi sebuah lubang hitam massif sebenarnya normal pada evolusi galaksi. Walau demikian, tidak semua astronom yakin bahwa sebuah lubang hitam massif ada di pusat bima sakti.
Bukti tidak langsung mendukung keberadaan sebuah lubang hitam masif diberikan oleh sumber radio Sagitarrius A* (sering disingkat Sgr A*). Radiasinya konsisten dengan teori terbaru mengenai bentuk dan interaksi lubang hitam dengan massa sekitarnya terbaru.
Teori terbaru meramalkan bahwa bahan jatuh menuju sebuah lubang hitam akan membentuk cakram yang disebut cakram akresi. Saat energi gravitasional diubah ke panas, gas dalam cakram akresi menjadi sangat panas, memancarkan sinar x. Sebagai tambahan, elektron di dalam cakram akan dipercepat mendekati laju cahaya, saat elektron laju tinggi ini berinteraksi dengan medan magnet kuat di sekitar lubang hitam, mereka memancarkan gelobang radio pada seluruh spektrum radio.
Teori ini menyarankan bahwa sumber radio Sgr A* dapat berasosiasi dengan sebuah lubang hitam. Karena cakramnya akan sangat kompak (dan karena inti galaksi sangat jauh), sebagian besar teleskop radio mendeteksinya sebagai sumber titik.
Cara paling langsung untuk menentukan sebuah benda seperti Sgr A* sesungguhnya adalah lubang hitam massif adalah mengamati efek gravitasi pada gas dan bintang disekitarnya. Banyak isaha untuk mengukur klaju bahan sekitarnya telah mendukung adanya sebuah benda massif tunggal; walau demikian, itu bukan satu2nya penjelasan untuk data yang teramati. Pengamatan infra merah telah menunjukkan sebuah kluster bintang padat dalam beberapa tahun cahaya dari pusat galaksi. Karena cluster tampak memuat jutaan bintang, keberadaannya, bukan lubang hitam, lah yang bertanggungjawab atas efek gravitasi di bahan sekitarnya.
Cara paling langsung untuk menentukan sebuah benda seperti Sgr A* sesungguhnya adalah lubang hitam massif adalah mengamati efek gravitasi pada gas dan bintang disekitarnya. Banyak isaha untuk mengukur klaju bahan sekitarnya telah mendukung adanya sebuah benda massif tunggal; walau demikian, itu bukan satu2nya penjelasan untuk data yang teramati. Pengamatan infra merah telah menunjukkan sebuah kluster bintang padat dalam beberapa tahun cahaya dari pusat galaksi. Karena cluster tampak memuat jutaan bintang, keberadaannya, bukan lubang hitam, lah yang bertanggungjawab atas efek gravitasi di bahan sekitarnya.
Apakah mungkin membedakan antara dua alternatif ini dan akhirnya mengngkap apa yang ada di pusat galaksi? Untuk menjawab ini, astronom harus mengukur kecepatan bintang2 pada jarak dari lubang hitam yang dicurigai yang berada pada batas resolusi teleskop yang ada saat ini. Untuk membuktikan bahwa sebuah lubang hitam berada di inti galaksi, mereka harus menunjukkan bahwa massa beberapa juta matahari termuat dalam volume terlalu kecil bagi sebuah kluster bintang. Pengamatan demikian sedang dilakukan.
Mengumpulkan petunjuk dari banyak pita gelombang.
Satu pertanyaan penting yang berkaitan adalah apa yang mentenagai sumber radio Sgr A*. Bila itu sebuah lubang hitam yang dikelilingi sebuah cakram akresi, emisi radio akan terbedakan sejak lama, kecuali cakram tersebut di isi ulang dengan materi baru. Namun dari mana materi itu datang? Dan bagaimana ia dikirimkan ke pusat?
Satu pertanyaan penting yang berkaitan adalah apa yang mentenagai sumber radio Sgr A*. Bila itu sebuah lubang hitam yang dikelilingi sebuah cakram akresi, emisi radio akan terbedakan sejak lama, kecuali cakram tersebut di isi ulang dengan materi baru. Namun dari mana materi itu datang? Dan bagaimana ia dikirimkan ke pusat?
Pengamatan dalam pita gelombang milimeter dan sentimeter telah mengungkapkan beragam petunjuk bagaimana mengisi ulang ini terjadi. Sebagai contoh, beberapa benda saling interaksi telah diamati di daerah Sgr A*. Salah satu bendi tersebut adalah awan molekuler raksasa atau GMC.
Pengamatan terbaru pada gas hidrogen atomik menunjukkan bahwa beberapa struktur filamennya adalah bagian dari awan masif yang jatuh menuju pusat galaksi.
Peneliti telah emnunjukkan bahwa tumbukan antara awan dalam cincin molekuler akan menyebabkan sebagian gas jatuh menuju pusat, memberi makan Sgr A*. Pengamatan lebih lanjut dalam pita gelombang milimeter dan lainnya akan mengungkap lebih banyak detil mengenai cincin dan interaksinya dengan awan gas molekuler sekitar, begitu juga dengan benda kompak misterius di inti galaksi.
Peneliti telah emnunjukkan bahwa tumbukan antara awan dalam cincin molekuler akan menyebabkan sebagian gas jatuh menuju pusat, memberi makan Sgr A*. Pengamatan lebih lanjut dalam pita gelombang milimeter dan lainnya akan mengungkap lebih banyak detil mengenai cincin dan interaksinya dengan awan gas molekuler sekitar, begitu juga dengan benda kompak misterius di inti galaksi.
Kluster bintang adalah kumpulan bintang yang membentuk tata bintang tunggal terdiri dari puluhan hingga jutaan bintang. Matahari kita tidak berada dalam kluster bintang.
Dalam radius sepuluh tahun cahaya, matahari hanya punya sedikit tetangga. Hal ini karena matahari berada di dekat lengan spiral luar galaksi bima sakti. Bila matahari kita ada dalam kluster bintang galaksi kita, ribuan bintang dapat berada dalam radius tersebut.
Dalam radius sepuluh tahun cahaya, matahari hanya punya sedikit tetangga. Hal ini karena matahari berada di dekat lengan spiral luar galaksi bima sakti. Bila matahari kita ada dalam kluster bintang galaksi kita, ribuan bintang dapat berada dalam radius tersebut.
Globula adalah tempat kelahiran bintang. Jenisnya dicirikan oleh bentuknya.
Globula kometer dicirikan oleh kepala debu dan ekor. Fitur ini menyebabkan globula kometer memiliki bentuk visual mirip komet, namun kenyataannya sangat jauh berbeda. Di kepala globula terdapat bintang-bintang sangat muda. Globula kometer yang terkenal adalah CG4.
Globula kometer dicirikan oleh kepala debu dan ekor. Fitur ini menyebabkan globula kometer memiliki bentuk visual mirip komet, namun kenyataannya sangat jauh berbeda. Di kepala globula terdapat bintang-bintang sangat muda. Globula kometer yang terkenal adalah CG4.
Sama dengan globula. Hanya saja bentuk nebula lebih tidak beraturan dan tidak sepekat globula. Nebula emisi biasanya berisi hidrogen energi tinggi. beberapa kluster bintang dapat berada di dalam nebula. Contoh nebula emisi adalah nebula hati dan jiwa (IC 1805) berjarak 6 ribu tahun cahaya dan lebarnya 300 tahun cahaya di arah rasi Cassiopeia. Nebula seperti ini merupakan daerah pembentukan bintang. Bintang yang lebih tua memicu pembentukan bintang yang lebih muda. Pembentukan bintang terpicu oleh aliran gas dingin penekan pada simpul yang cukup padat hingga dapat secara gravitasi menjadi bintang. Pada nebula semacam ini biasanya terdapat pilar-pilar spektakuler yang perlahan terbangun oleh gas panas yang mengalir keluar.
Nebula planeter adalah nebula yang tampak seperti planet bila dilihat secara visual. Terbentuk dari gas yang disemburkan oleh bintang mirip matahari yang sekarat. Nebula planeter yang terkenal adala nebula heliks (NGC 7293). Jaraknya 700 tahun cahaya dari bumi, di rasi Aquarius.
Nebula planeter lain yang terkenal adalah nebula cincin (M57) berjarak 2000 tahun cahaya di rasi lira. Cincin tengahnya selebar satu tahun cahaya. Lapisan-lapisan gasnya merupakan lapisan luar bintang yang terlontar dari bintang yang sekarat dan bertipe mirip matahari.
Nebula planeter adalah nebula yang tampak seperti planet bila dilihat secara visual. Terbentuk dari gas yang disemburkan oleh bintang mirip matahari yang sekarat. Nebula planeter yang terkenal adala nebula heliks (NGC 7293). Jaraknya 700 tahun cahaya dari bumi, di rasi Aquarius.
Nebula planeter lain yang terkenal adalah nebula cincin (M57) berjarak 2000 tahun cahaya di rasi lira. Cincin tengahnya selebar satu tahun cahaya. Lapisan-lapisan gasnya merupakan lapisan luar bintang yang terlontar dari bintang yang sekarat dan bertipe mirip matahari.
Supernova adalah ledakan bintang pada saat bintang itu kehabisan bahan bakar nuklirnya. Hanya bintang dengan jangkauan massa tertentu yang mengalami supernova. Tahun 1006 M, cahaya mencapai bumi dari supernova di rasi Lupus, menciptakan “bintang dadakan” di langit yang tampak lebih terang dari Venus dan berlangsung selama dua tahun. Supernova itu, dinamakan SN 1006, terjadi 7 ribu tahun cahaya dan menciptakan bekas yang terus mengembang dan memudar sekarang. SN 1006 memiliki diameter 60 tahun cahaya. Dalam tahun-tahun terakhir, supernova yang lebih kuat lagi terjadi jauh di kedalaman alam semesta yang tampak tanpa alat bantu, namun hanya dalam beberapa detik.
Tata bintang adalah sistem organisasi sekitar satu tahun cahaya terdiri dari satu bintang dan jutaan hingga triliunan benda langit kecil, dari planet, komet, asteroid, meteoroid, satelit, debu, dan gas, semua terikat dengan gravitasi bersama. Tata bintang kita disebut tata surya terdiri dari satu bintang yaitu matahari, dan 8 planet, serta tak terhitung benda lainnya. Ada tata bintang yang terdiri dari bintang ganda, rangkap tiga, rangkap banyak bahkan ratusan hingga jutaan bintang. Bila telah membentuk sistem lebih dari sepuluh, tata bintang itu disebut kluster bintang. 85% bintang di galaksi bima sakti adalah tata bintang ganda.
Bintang adalah benda langit satuan yang memancarkan cahaya sendiri. Matahari adalah salah satu bintang kuning biasa di alam semesta. Usianya 5 miliar tahun. Korona matahari berukuran 20 kali diameter matahari sendiri dan dapat disaksikan pada saat gerhana matahari total. Matahari dan bintang pada umumnya memiliki bintik yang merupakan daerah lebih dingin dari sekitarnya. Mereka juga memiliki flare, sebuah juluran materi bintang yang mirip rambut api.
Planet adalah benda langit yang mengelilingi sebuah bintang dalam orbit tidak saling memotong dan hampir melingkar, serta tidak menghasilkan cahaya sendiri. Tata surya diakui memiliki delapan planet. Planet dibedakan dari bahan penyusunnya, yaitu planet batu dan planet gas. Contoh planet batu adalah mars, bumi, venus dan merkurius. Contoh planet gas adalah saturnus dan neptunus. Semua planet gas memiliki cincin dan satelit.
Selain planet, di tata surya kita juga terdapat planet cebol. saat ini (2008) ada 5 planet cebol di tata surya, yaitu Pluto, Ceres, Eris, Makemake dan Haumea. Haumea berbentuk sangat lonjong dan permukaannya halus. Orbit Haumea kadang lebih dekat ke matahari ketimbang Pluto, namun lebih sering lebih jauh. Haumea sendiri adalah nama IAU dari 2003EL61, yang diambil dari nama Tuhan Hawaii. Haumea memiliki dua buah satelit yang ditemukan tahun 2005, yang diberi nama Hi'iaka dan Namaka, nama-nama putri sang tuhan.
Planet yang mengelilingi bintang lain disebut planet ekstrasolar. Ada lebih dari 300 planet ekstrasolar yang telah ditemukan (2008). Beberapa diantaranya mengelilingi bintang yang mirip dengan matahari. Sebagai contoh adalah bintang berjarak 500 tahun cahaya di rasi Scorpius, ia hanya sedikit lebih massif dan lebih dingin dari matahari. Namun ia jauh lebih muda, hanya beberapa juta tahun. Planet yang terdeteksi mengelilinginya berukuran 8 kali yupiter dan mengorbit 330 satuan astronomi dari bintangnya. Planet ini masih panas dan terang dalam cahaya infra merah karena panas yang dibangkitkan dalam pembentukannya oleh kontraksi gravitasi.
Planet juga ditemukan dalam sistem bintang ganda. Sebagai contoh sistem bitang ganda BD+20 307. sistem ini sangat berdebu dan membuat sistem ini angat terang pada panjang gelombang infra merah. Sistem ini berusia sama dengan matahari dan debu yang mengelilinginya berasal dari tabrakan dua planet seukuran bumi dan venus. BD+20 307 berjarak 300 tahun cahaya di arah rasi Aries.
Selain planet, di tata surya kita juga terdapat planet cebol. saat ini (2008) ada 5 planet cebol di tata surya, yaitu Pluto, Ceres, Eris, Makemake dan Haumea. Haumea berbentuk sangat lonjong dan permukaannya halus. Orbit Haumea kadang lebih dekat ke matahari ketimbang Pluto, namun lebih sering lebih jauh. Haumea sendiri adalah nama IAU dari 2003EL61, yang diambil dari nama Tuhan Hawaii. Haumea memiliki dua buah satelit yang ditemukan tahun 2005, yang diberi nama Hi'iaka dan Namaka, nama-nama putri sang tuhan.
Planet yang mengelilingi bintang lain disebut planet ekstrasolar. Ada lebih dari 300 planet ekstrasolar yang telah ditemukan (2008). Beberapa diantaranya mengelilingi bintang yang mirip dengan matahari. Sebagai contoh adalah bintang berjarak 500 tahun cahaya di rasi Scorpius, ia hanya sedikit lebih massif dan lebih dingin dari matahari. Namun ia jauh lebih muda, hanya beberapa juta tahun. Planet yang terdeteksi mengelilinginya berukuran 8 kali yupiter dan mengorbit 330 satuan astronomi dari bintangnya. Planet ini masih panas dan terang dalam cahaya infra merah karena panas yang dibangkitkan dalam pembentukannya oleh kontraksi gravitasi.
Planet juga ditemukan dalam sistem bintang ganda. Sebagai contoh sistem bitang ganda BD+20 307. sistem ini sangat berdebu dan membuat sistem ini angat terang pada panjang gelombang infra merah. Sistem ini berusia sama dengan matahari dan debu yang mengelilinginya berasal dari tabrakan dua planet seukuran bumi dan venus. BD+20 307 berjarak 300 tahun cahaya di arah rasi Aries.
Satelit adalah benda yang sifatnya mirip planet namun mengelilingi planet. Contoh satelit adalah bulan, anthe dan methone (keduanya satelit saturnus). Tumbukan meteor pada permukaan satelit planet gas dapat menghasilkan cincin atau busur yang mengelilingi planet.
Asteroid adalah batuan besar yang melayang di angkasa. Asteroid merupakan bahan baku planet yang gagal menyatu sehingga tetap menjadi batuan yang tercerai berai. Di tata surya, sumber asteroid utama adalah sabuk asteroid di antara mars dan yupiter. Jumlahnya yang begitu banyak membuat asteroid dinamakan dalam bentuk penomoran, seperti asteroid 2867 Šteins, yang berpapasan dengan Rosetta bulan september 2008 dan 21 Lutetia yang akan dijumpainya bulan juli 2010.
Komet memiliki asal yang sama dengan asteroid. Hanya saja bahan penyusunnya lebih ringan. Sehingga pada saat berada di dekat matahari, bahan pembungkusnya akan menguap meninggalkan jalur seperti ekor panjang. Nama komet dinamakan sesuai penemunya, sebagai contoh komet Churyumov-Gerasimenko yang akan dikunjungi Rosetta bulan november 2014.
Meteoroid adalah batuan-batuan kecil yang terlontar dari tumbukan yang disebabkan objek lebih besar. Bila batuan ini memasuki atmosfer bumi, ia akan terbakar dan kita menyebutnya meteor. Bila batuan ini cukup keras dan besar, ia dapat sampai ke tanah dan kita menyebutnya meteorit. Ada jutaan meteorit yang jatuh di bumi setiap hari, namun kebanyakan mereka terlalu kecil untuk disadari. Ataupun bila cukup besar, mungkin jatuh di lautan, terkubur dalam pasir atau lumpur atau tidak terbedakan dengan batuan biasa. Meteor yang datang dari bulan, mars atau asteroid akan sangat membantu bila ditemukan karena akan mengungkapkan tentang benda langit tersebut. Terdapat waktu tertentu dimana terjadi hujan meteor. Di setiap bulan agustus ada hujan meteor perseid, yang diakibatkan pelintasan komet Swift-Tuttle.
Astronom yakin big bang menghasilkan inti atomik dalam tiga menit pertama usia alam semesta. Bila kita hanya memperhitungkan teori relativitas umum, maka alam semesta muncul pada detik ke nol dari ketiadaan. Tapi teori mekanika kuantum membaut apa yang kita ketahui terbatas pada waktu Planck, 10^-34 detik setelah detik ke nol hipotesis tersebut. Lepas dari itu alam semesta meledak dan terlihat tercabut dari sesuatu yang kenyataannya tidak ada.
Kita hanya dapat mengetahui apa yang terjadi dalam alam semesta dari detik ke nol hipotesis (bila ada) ke waktu Planck bila kita menemukan teori segalanya. Saat ini belum ditemukan teori segalanya ini yang jelas harus menyatukan dua teori fisika alam semesta yang ada saat ini, mekanika kuantum dan relativitas umum.
Mekanika kuantum adalah seperangkat aturan matematis yang menyajikan bagaimana alam semesta bekerja dalam skala terkecil, di dalam atom. Mekanika kuantum mengatakan bahwa materi dan energi dapat muncul spontan dari ruang hampa, dikarenakan fluktuasi kuantum, semacam sedakan dalam medan energi untuk mengisi alam semesta. Dan bila alam semesta kita muncul dAri sebuah fluktuasi kuantum, maka mungkin bahwa fluktuasi kuantum lainnya dapat memercikkan alam semesta lain.
Keberadaan alam semesta-alam semesta lain ini adalah satu-satunya cara untuk menjelaskan kenapa alam semesta kita, yang hukum fisikanya memungkinkan kehidupan, ada. Menurut prinsip antropik, mungkin ada tak terhingga jumlah alam semesta, masing-masing dengan perangkat hukum fisikanya sendiri. Dan salah satunya alam semesta kita. Ini lebih rasional dari pada sebuah alam semesta tunggal tertata rapi untuk keberadaan kita.
Bila alam semesta lain ada, tidak ada jalan mendeteksinya. Sebagian teoritikus berpendapat bahwa energi gravitasi dari alam semesta-alam semesta lain dapat bocor ke alam semesta kita, dan suatu saat kita akan mengerti cara bagaimana mendeteksinya.
Kita hanya dapat mengetahui apa yang terjadi dalam alam semesta dari detik ke nol hipotesis (bila ada) ke waktu Planck bila kita menemukan teori segalanya. Saat ini belum ditemukan teori segalanya ini yang jelas harus menyatukan dua teori fisika alam semesta yang ada saat ini, mekanika kuantum dan relativitas umum.
Mekanika kuantum adalah seperangkat aturan matematis yang menyajikan bagaimana alam semesta bekerja dalam skala terkecil, di dalam atom. Mekanika kuantum mengatakan bahwa materi dan energi dapat muncul spontan dari ruang hampa, dikarenakan fluktuasi kuantum, semacam sedakan dalam medan energi untuk mengisi alam semesta. Dan bila alam semesta kita muncul dAri sebuah fluktuasi kuantum, maka mungkin bahwa fluktuasi kuantum lainnya dapat memercikkan alam semesta lain.
Keberadaan alam semesta-alam semesta lain ini adalah satu-satunya cara untuk menjelaskan kenapa alam semesta kita, yang hukum fisikanya memungkinkan kehidupan, ada. Menurut prinsip antropik, mungkin ada tak terhingga jumlah alam semesta, masing-masing dengan perangkat hukum fisikanya sendiri. Dan salah satunya alam semesta kita. Ini lebih rasional dari pada sebuah alam semesta tunggal tertata rapi untuk keberadaan kita.
Bila alam semesta lain ada, tidak ada jalan mendeteksinya. Sebagian teoritikus berpendapat bahwa energi gravitasi dari alam semesta-alam semesta lain dapat bocor ke alam semesta kita, dan suatu saat kita akan mengerti cara bagaimana mendeteksinya.
2, Teori BigBang (Terjadinya Alam semesta)
Melalui dua proyek besar pemetaan galaksi yang dilakukan hingga kini, para ilmuwan telah membuat penemuan yang memberikan dukungan sangat penting bagi teori “Big Bang”. Hasil penelitian tersebut disampaikan pada pertemuan musim dingin American Astronomical Society. Luasnya penyebaran galaksi-galaksi dinilai oleh para astrofisikawan sebagai salah satu warisan terpenting dari tahap-tahap awal alam semesta yang masih ada hingga saat ini. Oleh karenanya, adalah mungkin untuk mengacu pada informasi tentang penyebaran dan letak galaksi-galaksi sebagai “sebuah jendela yang membuka pengetahuan tentang sejarah alam semesta.”
Melalui dua proyek besar pemetaan galaksi yang dilakukan hingga kini, para ilmuwan telah membuat penemuan yang memberikan dukungan sangat penting bagi teori “Big Bang”. Hasil penelitian tersebut disampaikan pada pertemuan musim dingin American Astronomical Society.
Melalui dua proyek besar pemetaan galaksi yang dilakukan hingga kini, para ilmuwan telah membuat penemuan yang memberikan dukungan sangat penting bagi teori “Big Bang”. Hasil penelitian tersebut disampaikan pada pertemuan musim dingin American Astronomical Society.
Luasnya penyebaran galaksi-galaksi dinilai oleh para astrofisikawan sebagai salah satu warisan terpenting dari tahap-tahap awal alam semesta yang masih ada hingga saat ini. Oleh karenanya, adalah mungkin untuk mengacu pada informasi tentang penyebaran dan letak galaksi-galaksi sebagai “sebuah jendela yang membuka pengetahuan tentang sejarah alam semesta.”
Dalam penelitian mereka yang berlangsung beberapa tahun, dua kelompok peneliti yang berbeda, yang terdiri dari ilmuwan Inggris, Australia dan Amerika, berhasil membuat peta tiga dimensi dari sekitar 266.000 galaksi. Para ilmuwan tersebut membandingkan data tentang penyebaran galaksi yang mereka kumpulkan dengan data dari Cosmic Background Radiation [Radiasi Latar Alam Semesta] yang dipancarkan ke segenap penjuru alam semesta, dan membuat penemuan penting berkenaan dengan asal usul galaksi-galaksi. Para peneliti yang mengkaji data tersebut menyimpulkan bahwa galaksi-galaksi terbentuk pada materi yang terbentuk 350.000 tahun setelah peristiwa Big Bang, di mana materi ini saling bertemu dan mengumpul, dan kemudian mendapatkan bentuknya akibat pengaruh gaya gravitasi.
Penemuan tersebut membenarkan teori Big Bang, yang menyatakan bahwa jagat raya berawal dari ledakan satu titik tunggal bervolume nol dan berkerapatan tak terhingga yang terjadi sekitar 14 miliar tahun lalu. Teori ini terus-menerus dibuktikan kebenarannya melalui sejumlah pengkajian yang terdiri dari puluhan tahun pengamatan astronomi, dan berdiri tegar tak terkalahkan di atas pijakan yang teramat kokoh. Big Bang diterima oleh sebagian besar astrofisikawan masa kini, dan menjadi bukti ilmiah yang membenarkan kenyataan bahwa Allah telah menciptakan alam semesta dari ketiadaan.
Dalam penelitiannya selama sepuluh tahun, Observatorium Anglo-Australia di negara bagian New South Wales, Australia, menentukan letak 221.000 galaksi di jagat raya dengan menggunakan teknik pemetaan tiga dimensi. Pemetaan ini, yang dilakukan dengan bantuan teleskop bergaris tengah 3,9 meter pada menara observatorium itu, hampir sepuluh kali lebih besar dari penelitian serupa sebelumnya. Di bawah pimpinan Dr. Matthew Colless, kepala observatorium tersebut, kelompok ilmuwan ini pertama-tama menentukan letak dan jarak antar-galaksi. Lalu mereka membuat model penyebaran galaksi-galaksi dan mempelajari variasi-variasi teramat kecil dalam model ini secara amat rinci. Para ilmuwan tersebut mengajukan hasil penelitian mereka untuk diterbitkan dalam jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society [Warta Bulanan Masyarakat Astronomi Kerajaan].
Dalam pengkajian serupa yang dilakukan oleh Observatorium Apache Point di New Mexico, Amerika Serikat, letak dari sekitar 46.000 galaksi di wilayah lain dari jagat raya juga dipetakan dengan cara serupa dan penyebarannya diteliti. Penelitian ini, yang menggunakan teleskop Sloan bergaris tengah 2,5 meter, diketuai oleh Daniel Eisenstein dari Universitas Arizona, dan akan diterbitkan dalam Astrophysical Journal [Jurnal Astrofisika].
Hasil yang dicapai oleh dua kelompok peneliti ini diumumkan dalam pertemuan musim dingin American Astronomical Society [Masyarakat Astronomi Amerika] di San Diego, California, Amerika Serikat pada tanggal 11 Januari 2005.
Bukti Penting Yang Semakin Mengukuhkan Big Bang
Data yang diperoleh dari hasil kerja panjang dan teliti membenarkan sejumlah perkiraan yang dibuat puluhan tahun silam di bidang astronomi tentang asal usul galaksi. Di tahun 1960-an, para perumus teori memperkirakan bahwa galaksi-galaksi mungkin mulai terbentuk di wilayah-wilayah di mana materi berkumpul dengan kerapatan yang sedikit lebih besar segera setelah peristiwa Big Bang. Jika perkiraan ini benar, maka cikal bakal galaksi-galaksi itu seharusnya dapat teramati dalam bentuk fluktuasi sangat kecil pada tingkat panas di sisa-sisa radiasi dari Big Bang dan dikenal sebagai Radiasi Latar Alam Semesta.
Radiasi Latar Alam Semesta adalah radiasi panas yang baru mulai dipancarkan 350.000 tahun setelah peristiwa Big Bang. Radiasi ini, yang dipancarkan ke segenap penjuru di alam semesta, menampilkan potret sekilas dari jagat raya berusia 350.000 tahun, dan dapat dipandang sebagai fosil [sisa-sisa peninggalannya] di masa kini. Radiasi ini, yang pertama kali ditemukan pada tahun 1965, diakui sebagai bukti mutlak bagi Big Bang yang disertai berbagai pengkajian dan pengamatan, dan diteliti secara sangat mendalam. Data yang diperoleh dari satelit COBE (Cosmic Background Explorer [Penjelajah Latar Alam Semesta]) pada tahun 1992 membenarkan perkiraan yang dibuat di tahun 1960-an dan mengungkap bahwa terdapat gelombang-gelombang kecil pada Radiasi Latar Alam Semesta. Meskipun ketika itu sebagian keterkaitan antara gelombang kecil tersebut dengan pembentukan galaksi telah ditentukan, hubungan ini saat itu belum dapat diperlihatkan secara pasti hingga baru-baru ini.
Namun, kaitan penting itu telah berhasil dirangkai dalam sejumlah pengkajian terakhir. Kelompok Colless dan kelompok Eisenstein telah menemukan kesesuaian antara gelombang-gelombang kecil yang terlihat pada Radiasi Latar Alam Semesta dan yang teramati pada jarak antar-galaksi. Dengan demikian telah dibuktikan secara pasti bahwa cikal bakal galaksi terbentuk di tempat-tempat di mana materi yang muncul 350.000 tahun menyusul peristiwa Big Bang saling berkumpul dengan kerapatan yang sedikit lebih besar.
Dalam jumpa pers mengenai pokok bahasan tersebut, Dr. Eisenstein mengatakan bahwa pola tersebarnya galaksi-galaksi di segenap penjuru langit bersesuaian dengan gelombang suara yang memunculkan pola penyebaran itu. Para peneliti berpendapat bahwa gravitasi mempengaruhi gelombang dan mengarahkan bentuk galaksi. Eisenstein membuat pernyataan berikut:
“Kami menganggap hal ini sebagai bukti kuat bahwa gravitasi telah memainkan peran utama dalam membentuk cikal bakal [galaksi] di dalam latar gelombang mikro (yang tersisa dari peristiwa Big Bang) menjadi galaksi-galaksi dan kelompok-kelompok galaksi yang kita saksikan di sekeliling kita.”
Dalam sebuah pernyataan kepada lembaga pemberitaan AAP, Russell Cannon, dari kelompok peneliti yang lainnya, mengatakan bahwa penemuan-penemuan tersebut memiliki nilai teramat penting, dan merangkum hasil penting penelitian itu dalam uraian berikut:
“Apa yang telah kami lakukan memperlihatkan pola galaksi-galaksi, penyebaran galaksi-galaksi yang kita saksikan di sini dan saat ini, sepenuhnya cocok dengan pola lain yang terlihat pada sisa-sisa peninggalan peristiwa Big Bang…”
Sejumlah penemuan juga diperoleh dari pengkajian tentang kadar materi dan energi yang membentuk alam semesta, serta bentuk geometris alam semesta. Menurut data ini, alam semesta terdiri dari 4% materi biasa, 25% materi gelap (yakni materi yang tidak dapat diamati tapi ada secara perhitungan), dan sisanya energi gelap (yakni energi misterius [yang tidak diketahui keberadaannya] yang menyebabkan alam semesta mengembang dengan kecepatan lebih besar dari yang diperkirakan). Sedangkan bentuk geometris alam semesta adalah datar.
Dukungan bagi Big Bang
Sejumlah penemuan yang dicapai dalam pengkajian ini telah semakin memperkokoh teori Big Bang. Dr. Cannon mengatakan bahwa penelitian tersebut menambah bukti yang sangat kuat bagi teori Big Bang tentang asal usul alam semesta dan menegaskan dukungan itu dalam perkataan berikut ini:
Sejumlah penemuan yang dicapai dalam pengkajian ini telah semakin memperkokoh teori Big Bang. Dr. Cannon mengatakan bahwa penelitian tersebut menambah bukti yang sangat kuat bagi teori Big Bang tentang asal usul alam semesta dan menegaskan dukungan itu dalam perkataan berikut ini:
“Kita telah mengetahui sejak lama bahwa teori terbaik bagi [asal usul] alam semesta adalah Big Bang — bahwa alam semesta terbentuk melalui suatu ledakan raksasa pada satu ruang teramat kecil dan sejak itu mengembang secara terus-menerus.”
Dalam sebuah ulasan tentang penelitian tersebut, Sir Martin Rees, ahli astronomi terkenal dari Universitas Cambridge, mengatakan bahwa meskipun menggunakan teknik-teknik statistik dan pengamatan yang berbeda, kelompok-kelompok tersebut telah sampai pada satu kesimpulan yang sama, dan ia menganggap hal ini sebagai sebuah petunjuk akan kebenaran hasilnya.
Physicsweb.org, salah satu situs ilmu-ilmu fisika terpenting di Internet, memberi tanggapan bahwa pengkajian-pengkajian tersebut “memberikan bukti lebih lanjut bagi teori dasar Big Bang dengan tambahan model pengembangan alam semesta.”
Berkat ilmu pengetahuan modern yang memungkinkan pengamatan radiasi latar alam semesta dan benda-benda langit, para ilmuwan memperoleh pemahaman bahwa alam semesta memiliki suatu permulaan (Big Bang) dan kemudian mengalami perluasan (Pengembangan).
3. Anggota Sistem 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.
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 plaet 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.
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. Membedakan lapisan-lapisan pada 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. Bumi memiliki 2 macam lapisan, yaitu lapisan internal (dalam) dan lapisan eksternal (luar). Lapisan dalam merupakan lapisan pembentuk bumi. Sedangkan lapisan luar merupakan lapisan yang melindungi bumi dari meteor atau benda-benda luar angkasa lainnya.
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 1.100 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. Tebal 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.
Namun sebenarnya pada saat ini ditemukan sebuah fakta bahwa bumi tidak lagi hanya mempunyai 3 lapisan, tapi 7 lapisan. Pengukuran-Pengukuran dan percobaan-percobaan terbaru menunjukkan bahwa artikel yang berisi nukleus dari bumi itu berada di bawah tekanan yang sangat tinggi, tiga juta kali lebih dari permukaan bumi. Di bawah tekanan seperti itu, zat berubah bentuk menjadi solid, dan hal ini pada waktunya membuat inti bumi itu sangat solid. Inti bumi ini dikelilingi suatu lapisan zat cair dengan suhu yang sangat tinggi. Ini berarti bahwa ada dua lapisan di dalam inti bumi, bukan satu. Satu lapisan di dalam pusat yang dikelilingi lapisan zat cair. Hal itu diketahui sesudah alat-alat pengukur dikembangkan dan memberi para ilmuwan suatu perbedaan yang jelas antar lapisan-lapisan bumi bagian dalam. Jika kita turun ke bawah bumi yang keras, kita akan menemukan lapisan batu-batu yang sangat panas, yaitu batu yang berfungsi untuk membungkus. Setelah itu ada tiga lapisan terpisah, di mana masing-masing itu berbeda kepadatan, tekanan dan suhu yang berbeda-beda.
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 1.100 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. Tebal 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.
Namun sebenarnya pada saat ini ditemukan sebuah fakta bahwa bumi tidak lagi hanya mempunyai 3 lapisan, tapi 7 lapisan. Pengukuran-Pengukuran dan percobaan-percobaan terbaru menunjukkan bahwa artikel yang berisi nukleus dari bumi itu berada di bawah tekanan yang sangat tinggi, tiga juta kali lebih dari permukaan bumi. Di bawah tekanan seperti itu, zat berubah bentuk menjadi solid, dan hal ini pada waktunya membuat inti bumi itu sangat solid. Inti bumi ini dikelilingi suatu lapisan zat cair dengan suhu yang sangat tinggi. Ini berarti bahwa ada dua lapisan di dalam inti bumi, bukan satu. Satu lapisan di dalam pusat yang dikelilingi lapisan zat cair. Hal itu diketahui sesudah alat-alat pengukur dikembangkan dan memberi para ilmuwan suatu perbedaan yang jelas antar lapisan-lapisan bumi bagian dalam. Jika kita turun ke bawah bumi yang keras, kita akan menemukan lapisan batu-batu yang sangat panas, yaitu batu yang berfungsi untuk membungkus. Setelah itu ada tiga lapisan terpisah, di mana masing-masing itu berbeda kepadatan, tekanan dan suhu yang berbeda-beda.
tujuh lapisan bumi, memberitahukan bahwa kerak bumi adalah lapisan sangat tipis yang disusul dengan mantel dengan berbeda-beda ketebalannya, lalu disusul lapisan-lapsan yang terdiri zat cair, dan diakhiri dengan yang lapisan ketujuh, yaitu nukleus padat. Para ilmuwan juga menemukan bahwa atom terdiri dari tujuh lapisan atau tingkatan, dan hal ini membuktikan keseragaman ciptaan, di mana bumi mempunyai tujuh lapisan dan atom-atom mempunyai tujuh lapisan juga. Tujuh lapisan bumi itu sangat berbeda-beda dari segi struktur, kepadatan, suhu dan bahannya.
Lapisan luar bumi secara keseluruhan sering disebut atmosfer. Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut 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 atas 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 dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya. 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.
Troposfer
Lapisan ini berada pada level yang terrendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin tekanan dan kelembaban yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.
Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer. Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon. Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km.
Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :
1. Lapisan Udara Dasar
Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.
2. Lapisan Udara Bawah
Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 – 2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim.
3. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)
Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 – 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.
4. Lapisan Udara Tropopouse
Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara – 46 o C sampai – 80o C pada musim panas dan antara – 57 o C sampai – 83 o C pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).
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.Disini juga tempat terbangnya 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 bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya. Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu:
a. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara – 50o C sampai -55o C.
b. Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu – 50o C sampai + 50o C.
c. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.
Mesosfer
Kurang lebih 25 mil atau 40km 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.
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. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu:
Lapisan luar bumi secara keseluruhan sering disebut atmosfer. Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut 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 atas 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 dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya. 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.
Troposfer
Lapisan ini berada pada level yang terrendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin tekanan dan kelembaban yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.
Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer. Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon. Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km.
Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :
1. Lapisan Udara Dasar
Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.
2. Lapisan Udara Bawah
Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 – 2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim.
3. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)
Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 – 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.
4. Lapisan Udara Tropopouse
Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara – 46 o C sampai – 80o C pada musim panas dan antara – 57 o C sampai – 83 o C pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).
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.Disini juga tempat terbangnya 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 bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya. Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu:
a. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara – 50o C sampai -55o C.
b. Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu – 50o C sampai + 50o C.
c. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.
Mesosfer
Kurang lebih 25 mil atau 40km 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.
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. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu:
a. Lapisan Udara E
Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suu udara di sini berkisar – 70o C sampai +50o C .
b. Lapisan udara F
Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON.
c. Lapisan udara atom
Pada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C
Fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi di lapisan ini.
Eksosfer
Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga 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.
Sumber: http://nurainiajeeng.wordpress.com/2011/03/27/lapisan-lapisan-bumi/
5. teori tentang terjadinya planet bumi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar