Konsep Dasar IPA "Alam dan Jagat Raya"

BAB 1

PENDAHULUAN

A.          Latar Belakang

Manusia tidak akan lepas dari sejarah kehidupannya, sedangkan kehidupan diawali oleh penciptaan alam semesta ini. Karena keingintahuan manusia yang sangat tinggi, pertanyaan tentang kapan dimulainya eksistensi alam semesta ini terus berkembang.

Pemahaman tentang kejadian alam semesta ini menjadi langkah awal lahirnya pengetahuan ilmiah. Diantara pengetahuan ilmiah tersebut adalah ilmu pengetahuan alam atau sains natural yang mendasarkan segala sesuatu pada pengobservasian, pengukuran, dan pengumpulan data yang diolah secara ilmiah.

Keingintahuan manusia tidak ada batasnya, sehingga manusia mencoba mencari tahu tentang alam semesta yang ada di sekitarnya. Alam semesta sangatlah luas dan tidak terbatas. Mempelaajari dan mencari tahu tentang alam semesta tidak akan batasnya.

Tetapi, sebagai mahasiswa kita tidak harus mempelajari tentang keseluruhan alam semesta. Kita dapat mengetahui secara umum mengenai alam semesta dan seisinya, seperti apa saja yang ada di dalam alam semesta, sistem tata surya, planet-planet, matahari, dan benda-benda langit lainnya yang mengelilingi matahari dalam sistem tata surya.

B.          Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka perihal yang menjadi rumusan masalah adalah :

1.             Bagaimana asal-usul alam semesta?

2.             Apa yang dimaksud dengan tata surya?

C.              Tujuan Penulisan

Berdasarkan rumusan masalah diatas maka yang menjadi tujuan dari penulisan makalah ini adalah :

1.             Mengetahui asal-usul alam semesta.

2.             Mengetahui tata surya secara mendalam.

BAB 2

PEMBAHASAN

A.          Asal-usul Alam Semesta

Asal-usul alam semesta dalam perspektif Islam terdapat pada firman Allah SWT. dalam Surat Yaasiin ayat 12, yang mempunyai arti :

“Sunnguh, Kamilah yang menghidupkan orang-orang yang mati dan Kamilah yang mencatat apa yang telah mereka kerjakan dan bekas-bekas mereka (tinggalkan). Dan segala sesuatu Kami kumpulkan dalam kitab yang jelas (Lauh Mahfuzh)”.

Allah SWT. menegaskan bahwa yang menciptakan alam semesta beserta isinya adalah kuasa dari Allah SWT.

Gambar 1.1 Alam Semesta

Alam semesta terdiri dari semua materi, termasuk tenaga dan radiasi serta hal yang telah diketahui dan baru dalam tahap percaya bahwa pasti ada di antariksa. Bumi, bulan, planet-planet, dan matahari yang termasuk dalam tata surya hanyalah merupakan titik kecil diantara lebih dari 200 miliar bintang penyusun galaksi bima sakti.

Adapun teori yang menjelaskan proses terbentuknya tata surya antara lain :

1.             Teori Big Bang. Teori ini dikemukakan oleh ilmuwan Belgia Abbe Georges Lermaitre pada tahun 1927. Menurut teori ini, alam semesta berasal dari keadaan panas dan padat yang mengalami ledakan dahsyat dan mengembang. Semua galaksi di alam semesta akan memuai dan mejauhi pusat ledakan. Pada model big bang, alam semesta berasal dari ledakan sebuah konsentrasi materi tunggal miliaran tahun yang lalu secara terus menerus berkembang sehingga lama kelamaan menjadi lebih dingin seperti sekarang.

Pemahaman mengenai teori ini dapat dianalogikan dengan mengembangnya permukaan balon mainan yang ditiup. Apabila pada balon mainan tersebut diberi beberapa titik yang menggambarkan galaksi, kemudian balon itu ditiup maka titik-titik tersebut akan berjauhan.

2.             Teori Keadaan Tunak. Meskipun teori big bang merupakan salah satu teori yang paling mungkin dalam menjelaskan terbentuknya alam semesta, namun muncul pula teori lain yaitu, teori keadaan tunak. Teori ini dikemukakan oleh ilmuwan dari Universitas Cambridge pada tahun 1948, yaitu H. Bondi, T. Gold, dan M. Hoyle. Menurut teori keadaan tunak, alam semesta tidak ada awalnya dan tidak ada akhirnya. Alam semesta selalu tetap seperti sekarang. Materi yang ada selalu terus menerus datang berbentuk atom-atom hydrogen dalam angkasa yang membentuk galaksi baru dan menggantikan galaksi lama yang bergerak menjauhi kita dalam ekspansinya.

3.             Teori Osilasi. Hampir sama dengan teori keadaan tunak. Menurut teori osilasi, alam semesta tidak ada awalnya dan tidak ada akhirnya. Menurut teori osilasi, sekarang alam semesta tidak konstan melainkan berekspansi dimulai dengan adanya dentuman besar (big bang). Alam semesta mungkin telah memulai dalam sebuah dentuman besar atau mungkin berada dalam keadaan tetap, dalam keadaan berosilasi.

B.          Tata Surya

Tata surya adalah kumpulan benda langit yang terdiri dari sebuah bintang yang disebut matahari dan semua objek yang mengelilinginya[1]. Jadi, tata surya terdiri dari matahari, planet yang mengelilinginya, dan benda-benda langit seperti satelit, asteroid, komet, dan meteor.

Gambar 1.2 Tata Surya

Sistem tata surya adalah suatu sistem organisasi yang teratur, dimana matahari sebagai pusat peredaran dan benda lainnya seperti planet dan benda-benda langit mengelilingi matahari.  Semua pengikut matahari tersebut bergerak mengelilingi matahari dalam garis edar tertentu di bawah pengaruh gaya gravitasi matahari.

Matahari, planet-planet, komet, asteroid, dan segala benda yang berada di langit dinamakan benda langit. Ilmu yang mempelajari tentang benda langit dinamakan astronomi, dan orang yang khusus mempelajari astronomi dinamakan astronom.

Seperti yang telah dibahas sebelumnya bahwa tata surya terdiri dari matahari sebagai pusat peredaran dan benda-benda langit lainnya seperti planet, komet, asteroid sebagai benda langit yang mengelilingi matahari. Secara lengkapnya mengenai komponen yang ada pada tata surya, antara lain :

a.             Matahari

Matahari terbentuk dari awan dan gas hidrogen serta debu yang memadat menjadi sebuah bola gas raksasa yang sangat pijar. Matahari mulai bersinar kira-kira 5 miliar tahun yang lalu dan diperkirakan akan masih tetap bersinar seperti saat ini hingga 5.000 juta tahun lagi.

Suhu di permukaan matahari diperkirakan 6.000^o C, pada suhu seperti ini semua jenis batuan dan logam yang ada di bumi akan meleleh. Sedangkan pada inti matahari diprkirakan suhunya mencapai 25juta^o C.

Diameter matahari kira-kira 1,4 juta kilometer. Gaya gravitasi yang dimiliki matahari kira-kira 28 kali gaya gravitasi bumi. Pada permukaan matahari terdapat beberapa noda gelap di beberapa tempat yang dikenal dengan sebutan “noda surya” atau “noda matahari”.

Matahari selalu berputar pada porosnya, atau yang dikenal dengan istilah “rotasi”. Untuk satu kali rotasi, matahari memerlukan waktu selama kurang lebih satu bulan.

Di matahari sering terjadi ledakan raksasa setiap 4 menit sekali berupa semburan gas panas dengan kecepatan 1.000 km/s sejauh 200.000 – 500.000 km. Jarak matahari dan bumi sekitar 149.500.000 km. Jarak ini merupakan jarak yang ideal, sehinggabumi tidak terlalu dingin (apabila terlalu jauh) dan tidak terlalu panas (apabila terlalu dekat). Didapatkan dari sebuah penelitian bahwa massa matahri terdiri dari 70% hidrogen, 28% helium, dan 2% unsur lainnya.

Matahari terdiri dari bagian-bagian, yaitu :

1.             Teras Matahari. Merupakan jantung dan awal segala daya matahari. Di tempat inilah atom hidrogen berfungsi menjadi helium pada suhu kurang lebih 14juta^o C. Tenaga dilepaskan dalam bentuk sinar gamma yang hebat dan melimpah ke permukaan matahari, sejauh 450.000 km di atasnya.

2.             Pabrik Tenaga Matahri. Berupa kawasan yang luas. Atom gasnya mengalami pemboman sinar gamma dati teras matahari. Tabrakan dahsyat ini mengubah sinar gamma menjadi sinar yang tenaganya lebih lemah, misalnya gelombang ultraviolet.

3.             Fotosfer. Berupa lapisan bergolak setebal 300 km dilanda luapan tenaga putih membara, tetapi kelihatan gelap dari kecermelangan lingkungannya yang bersuhu 6.000^o C. Permukaan fotosfer tidak merupakan bidang yang rata, tetapi berbutir-butir besar kecil yang disebut glanulasi photosphere.

4.             Kromosfer. Tebalnya 6.000 km, merupakan lapisan bawah atmosfer matahari dan terutama terdiri atas hidrogen.

5.             Korona (Atmosfer luar matahari). Letaknya cukup dekat dengan piringan sehingga cukup terang untuk dapat diamati. Korona merupakan lapisan lebih luar dari kromosfer, berupa sinar kemilau yang tebalnya kadang-kadang melebihi garis tengah matahari. Korona nampak jelas saat terjadi gerhana matahari total.

Matahari sangat penting bagi kehidupan di bumi karena disebabkan olah hal- hal berikut :

1.             Matahari merupakan sumber sinar dan sumber energi utama bagi bumi.

2.             Matahari mengontrol stabilitas peredaran bumi dan planet-planet lainnya.

3.             Matahari adalah bintang yang terdekat dengan bumi, sehingga dengan mempelajari matahari secara tidak langsung kita dapat memahami bintang-bintang yang lainnya.

b.             Bumi

Gambar 1.4 Bumi

Bumi merupakan planet yang paling indah dalam sistem tata surya. Bumi merupakan planet ketiga dari ketiga planet dalam Tata Surya. Usia bumi diperkirakan mencapai 4,6 miliar tahun. Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet yang disebut (magnetosfer) yang melindungi permukaan bumi dari angin, matahari, sinar ultraviolt, dan radiasi dari luar angkasa. Lapisan udara ini menyelimuti bumi hingga ketinggian sekitar 700 km. Laporan ini terdiri atas troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer.

Bumi mempunyai diameter sepanjang 12.756 km. Gravitasi bumi diukur sebagai 10 N kg^-1 dijadikan unit ukuran gravitasi planet lain, dengan gravitasi Bumi dipatok sebagai 1. Bumi mempunyai 1 satelit alami yaiut Bulan. Sebanyak 70,8%  permukaan bumi terdiri dari air, dan sisanya daratan. Sedangkan udara bumi terdiri atas 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% uap air, karbondioksida, dan gas lainnya.

Sedangkan lapisan bumi terdiri dari :

1.             Inti Bumi (Barisfer/Sentrofer). Pada lapisan bumi bagian berisfer terdiri dari nikel dan besi. Suhu pada lapisan ini kurang lebih 3.000^o C, dengan suhu seperti itu segala macam zat dapat mencair atau menjadi gas, namun karena tekanan dari atas bumi barisfer tetap padat. Apabila barisfer mencair tentunya akan terjadi pasang surut atau pasang naik yang dapat menyebabkan bumi kempang kempis.

2.             Kulit Bumi (Litosfer). Lapisan ini merupakan lapisan bumi bagian atas, mempunyai ketebalan rata-rata 1.200 km. Lapisan ini merupakan lapisan paling vital bagi manusia, karena di lapisan inilah terdapat benua-benua yang ditinggali manusia.
Kulit bumi terdiri dari zat padat yang disebut batuan. Batuan yang dimaksud terdiri dari pasir, tanah liat, abu gunung berapi, batu kerikil

3.             Lapisan Air (Hidrosfer). Air atau hidrosfer (hidro = air; sphaira = bola, bulatan), ialah semua perairan yang berada di bumi, yakni samudera, laut, danau, sungai, dan air tanah. Hidrosfer di bumi kira-kira 71% terdiri atas sebagian besar atas samudera dan lautan. Es pada kutub utara dan selatan bumi termasuk hidrosfer. Hidrosfer sangat berpengaruh terhadap keadaan atmosfer karena air yang menguap dari laut membentuk awan dan hujan, berlangsung sepanjang abad dan membentuk siklus air.

4.             Lapisan Udara (Atmosfer). Atmosfer (atmos = uap, sphaira = bola, bulatan) ialah lapisan udara atau hawa yang menyelubungi bumi. Atmosfer termasuk bagian dari bumi. Karena pengaruh gaya berat, maka atmosfer pun berputar bersama-sama bumi setiap hari (rotasi) serta beredar mengelilingi matahari setiap tahun (revolusi).

Lapisan-lapisan yang ada atmosfer bumi terdiri dari :

1.    Troposfer. Lapisan pertama di atas permukaan dan berisi seperempat atmosfer bumi. Perubahan cuaca terjadi di lapisan ini.

2.    Stratosfer. Pada lapisan ini banyak jet dan pesawat terbang, dikarenakan lapisan ini sangat stabil dan juga banyaknya ozon untuk menahan panasnya cahaya matahari.

3.    Mesosfer. Pada lapisan ini biasanya meteor atau batuan dari luar angkasa terbakar.

4.    Termosfer. Lapisan ini tempat terjadinya aurora, dan juga tempat untuk mengorbitnya pesawat luar angkasa.

5.    Eksosfer. Lapisan paling atas dari atmosfer, dan merupakan lapisan yang paling ekstrim.

c.              Bulan

Gambar 1.5 Bulan

Bulan merupaakn satelit atau benda angkasa yang mengelilingi bumi. Jaraknya dengan bumi adalah 240 ribu mil = 384 ribu km. Bulan mempunyai garis tengah 2160 mil = 3456 km. Pada permukaan bulan terdapat gunug-gunung dan dataran rendah seperti bumi. Lubang kepundannya tampak besar-besar sampai ada yang bergaris tengah 8 km. Berta jenis bulan kira-kira ½ berat jenis bumi. Berat jenis bumi rata-rata 5,52. Besarnya bulan hanya 1/82 bumi dan mempunyai gravitasi 1/6 dari gravitasi bumi, dan tidak ada atmosfer.

Sinar bulan adalah pantulan dari cahaya matahari. Bentuk dan ukuran bulan tidak berubah, yang berubah hanya penampakannya sesuai dengan bertambah dan berkurangnya permukaan bukan yang disinari matahari. Perubahan dalam penampakan bulan disebut FASA. Oleh karena itu, kita dapati istilah bulan sabit dan bulan purnama. Sebenarnya bulan bergerak dari barat ke timur mengelilingi bumi. Akan tetapi, sewaktu terbit dan tenggelam gerakannya seolah-olah dari timur ke barat. Ini disebabkan oleh putaran bumi lebih cepat daripada peredaran bulan mengelilingi bumi.

Gerhana bulan terjadi karena bulan masuk ke daerah bayang-bayang bumi. Bulan, bumi, dan matahari terletak pada satu garis lurus. Pada posisi tersebut bulan tertutup oleh bayang-bayang bumi. Bayang-bayang bumi dapat dibedakan menjadi bayangan inti (umbra) dan bayangan kabur (penumbra).

d.             Planet

Gambar 1.6 Planet

Planet adalah benda langit yang tidak memiliki sumber cahaya sendiri dan bergerak mengelilingi matahari dalam orbit eliptik. Ternyata selain bergerak mengelilingi matahari, planet juga berputar pada porosnya (rotasi) dengan gerakan yang pada umumnya berlawanan dengan arah jarum jam. Sampai saat ini diketahui ada 8 planet yang mengikuti matahari.

Berdasarkan jarak planet terhadap matahari, maka planet dapat dibagi menjadi 2 kelompok yaitu :

1.             Kelompok planet dalam. Terdiri dari planet-planet yang dekat denagan matahari umumnya mempunyai ukuran kecil, namun mempunyai masa jenis yang lebih besar dibandingkan dengan kelompok planet luar.yang termasuk kelompok planet dalam adalah Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars.

2.             Kelompok planet luar. Terdiri atas planet-planet yang jauh dari matahari. Umumnya mempunyai ukuran besar, yang termasuk ke dalam kelompok planet luar adalah Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus.

e.              Benda langit lainnya

Dalam tata surya kita selain ada matahari dan planet-planet yang mengelilingi matahari, ada pula benda-benda langit yang lainnya, antara lain :

1.             Satelit.

Satelit alami adalah benda-benda luar angkasa bukan buatan manusia yang mengorbit sebuah planet atau benda lain yang lebih besar daripada dirinya, misalnya bulan adalah satelit alami bumi. Satelit memantulkan cahaya bintang.

Sedangkan satelit buatan adalah benda buatan manusia yang beredar mengelilingi benda lain misalnya satelit Palapa yang mengelilingi bumi.

2.             Asteroid.

Gambar 1.7 Asteroid

Asteroid adalah planet-planet kecil bergaris tengah antara 5-400 km. Asteroid beredar antara lintasan mars dan jupiter. Beberapa asteroid berukuran besar antara lain ceres, pallas, juno, dan vesta.

3.             Meteorid.

Gambar 1.8 Meteroid

Meteor adalah benda langit yang sangat kecil, bergerak mengelilingi matahari seperti planet. Meteor berada jauh dari bumi, sehingga kita tidak mungkin dapat melihatnya. Namun, ketika melintas terlalu dekat ke bumi dan memasuki lapisan atmosfer kita akan melihatnya berbentuk jalur cahaya. Cahaya timbul karena bergesek dengan lapisan udara bumi. Karena meteor bergerak sangat cepat ketika memasuki lapisan udara bumi, benda itu menjadi panas , terbakar, dan menyala. Inilah yang menyebabkan timbulnya jalur cahaya di langit selama beberapa detik, kemudian menghilang karena hancur.

4.             Komet.

Gambar 1.9 Komet

Komet diartikan sebagai bintang berekor. Diberi nama demikian karena komet ditemukan pertama kalinya muncul dengan sinar terang sambil membawa ekor cahaya yang sangat panjang. Komet juga sejenis dengan planet, tanpa adanya sinar matahari yang meneranginya, maka komet tidak akan kelihatan karena ia tidak memiliki cahaya sendiri.

Komet bergerak mengelilingi matahari dangan bentuk lintasannya melonjong melewati setiap lintasan setiap planet.

Komet adalah sebuah benda langit yang terbentuk dari pecahan bahan yang sangat kecil bercampur dengan gas tipis, sehingga sebuah komet hanya memiliki gaya gravitasi yang sangat lemah. Bila sebuah komet melewati sebuah planet, maka planet itu akan menariknya keluar dari garis lintasannya. Akan tetapi, komet itu sendiri tidak akan dapat menggerakkan planet tersebut, meskipun berukuran sangat besar.

BAB 3

KESIMPULAN

Alam semesta terdiri dari semua materi, termasuk tenaga dan radiasi serta hal yang telah diketahui dan baru dalam tahap percaya bahwa pasti ada di antariksa. Bumi, bulan, planet-planet, dan matahari yang termasuk dalam tata surya hanyalah merupakan titik kecil diantara lebih dari 200 miliar bintang penyusun galaksi bima sakti. Teori yang menjelaskan proses terbentuknya tata surya antara lain : Teori Big Bang, Teori Keadaan Tunak, dan Teori Osilasi.

Tata surya adalah kumpulan benda langit yang terdiri dari sebuah bintang yang disebut matahari dan semua objek yang mengelilinginya. Jadi, tata surya terdiri dari matahari, planet yang mengelilinginya, dan benda-benda langit seperti satelit, asteroid, komet, dan meteor.

Sistem tata surya adalah suatu sistem organisasi yang teratur, dimana matahari sebagai pusat peredaran dan benda lainnya seperti planet dan benda-benda langit mengelilingi matahari. Matahari, planet-planet, komet, asteroid, satelit, meteor dan segala benda yang berada di langit dinamakan benda langit. Ilmu yang mempelajari tentang benda langit dinamakan astronomi, dan orang yang khusus mempelajari astronomi dinamakan astronom.

---

[1] Herabudin, Ilmu Alamiah Dasar, Bandung : Penerbit Pustaka Setia, 2013, hlm. 314