Teori Pembentukan Tata Surya
Sebuah teori lahir dari keingintahuan akan suatu kejadian atau keadaan. Tidak mudah untuk mempercayai sebuah teori baru, apalagi jika teori tersebut lahir ditengah kondisi masyarakat yang memiliki kepercayaan yang berbeda. Tapi itulah kenyataan yang harus dihadapi oleh para ilmuwan di awal-awal penemuan mereka.
Hal utama yang dihadapi untuk mengerti lebih jauh lagi tentang Tata Surya adalah bagaimana Tata Surya itu terbentuk, bagaimana objek-objek didalamnya bergerak dan berinteraksi serta gaya yang bekerja mengatur semua gerakan tersebut. Jauh sebelum Masehi, berbagai penelitian, pengamatan dan perhitungan telah dilakukan untuk mengetahui semua rahasia dibalik Tata Surya.
Pengamatan pertama kali dilakukan oleh bangsa China dan Asia Tengah, khususnya dalam pengaruhnya pada navigasi dan pertanian. Dari para pengamat Yunani ditemukan bahwa selain objek-objek yang terlihat tetap di langit, tampak juga objek-objek yang mengembara dan dinamakan planet. Orang-orang Yunani saat itu menyadari bahwa Matahari, Bumi, dan Planet merupakan bagian dari sistem yang berbeda. Awalnya mereka memperkirakan Bumi dan Matahari berbentuk pipih tapi Phytagoras (572-492 BC) menyatakan semua benda langit berbentuk bola (bundar).
Sampai dengan tahun 1960, perkembangan teori pembentukan Tata Surya bisa dibagi dalam dua kelompok besar yakni masa sebelum Newton dan masa sesudah Newton.
Permulaan Perhitungan IlmiahPerhitungan secara ilmiah pertama kali dilakukan oleh Aristachrus dari Samos (310-230 BC). Ia mencoba menghitung sudut Bulan-Bumi-Matahari dan mencari perbandingan jarak dari Bumi-Matahari, dan Bumi-Bulan. Aristachrus juga merupakan orang pertama yang menyimpulkan Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam lintasan berbentuk lingkaran yang menjadi titik awal teori Heliosentrik. Jadi bisa kita lihat kalau teori heliosentrik bukan teori yang baru muncul di masa Copernicus. Namun jauh sebelum itu, Aristrachrus sudah meletakkan dasar bagi teori heliosentris tersebut.
Pada era Alexandria, Eratoshenes (276-195BC) dari Yunani berhasil menemukan cara mengukur besar Bumi, dengan mengukur panjang bayangan dari kolom Alexandria dan Syene. Ia menyimpulkan, perbedaan lintang keduanya merupakan 1/50 dari keseluruhan revolusi. Hasil perhitungannya memberi perbedaan sebesar 13% dari hasil yang ada saat ini.
Ptolemy dan Teori GeosentrikPtolemy (c 150AD) menyatakan bahwa semua objek bergerak relatif terhadap bumi. Dan teori ini dipercaya selama hampir 1400 tahun. Tapi teori geosentrik mempunyai kelemahan, yaitu Matahari dan Bulan bergerak dalam jejak lingkaran mengitari Bumi, sementara planet bergerak tidak teratur dalam serangkaian simpul ke arah timur. Untuk mengatasi masalah ini, Ptolemy mengajukan dua komponen gerak. Yang pertama, gerak dalam orbit lingkaran yang seragam dengan periode satu tahun pada titik yang disebut deferent. Gerak yang kedua disebut epycycle, gerak seragam dalam lintasan lingkaran dan berpusat pada deferent.
Teori heliosentrik dan gerejaNicolaus Copernicus (1473-1543) merupakan orang pertama yang secara terang-terangan menyatakan bahwa Matahari merupakan pusat sistem Tata Surya, dan Bumi bergerak mengeliinginya dalam orbit lingkaran. Untuk masalah orbit, data yang didapat Copernicus memperlihatkan adanya indikasi penyimpangan kecepatan sudut orbit planet-planet. Namun ia mempertahankan bentuk orbit lingkaran dengan menyatakan bahwa orbitnya tidak kosentrik. Teori heliosentrik disampaikan Copernicus dalam publikasinya yang berjudul De Revolutionibus Orbium Coelestium kepada Paus Pope III dan diterima oleh gereja.
Tapi dikemudian hari setelah kematian Copernicus pandangan gereja berubah ketika pada akhir abad ke-16 filsuf Italy, Giordano Bruno, menyatakan semua bintang mirip dengan Matahari dan masing-masing memiliki sistem planetnya yang dihuni oleh jenis manusia yang berbeda. Pandangan inilah yang menyebabkan ia dibakar dan teori Heliosentrik dianggap berbahaya karena bertentangan dengan pandangan gereja yang menganggap manusialah yang menjadi sentral di alam semesta.
Hal utama yang dihadapi untuk mengerti lebih jauh lagi tentang Tata Surya adalah bagaimana Tata Surya itu terbentuk, bagaimana objek-objek didalamnya bergerak dan berinteraksi serta gaya yang bekerja mengatur semua gerakan tersebut. Jauh sebelum Masehi, berbagai penelitian, pengamatan dan perhitungan telah dilakukan untuk mengetahui semua rahasia dibalik Tata Surya.
Pengamatan pertama kali dilakukan oleh bangsa China dan Asia Tengah, khususnya dalam pengaruhnya pada navigasi dan pertanian. Dari para pengamat Yunani ditemukan bahwa selain objek-objek yang terlihat tetap di langit, tampak juga objek-objek yang mengembara dan dinamakan planet. Orang-orang Yunani saat itu menyadari bahwa Matahari, Bumi, dan Planet merupakan bagian dari sistem yang berbeda. Awalnya mereka memperkirakan Bumi dan Matahari berbentuk pipih tapi Phytagoras (572-492 BC) menyatakan semua benda langit berbentuk bola (bundar).
Sampai dengan tahun 1960, perkembangan teori pembentukan Tata Surya bisa dibagi dalam dua kelompok besar yakni masa sebelum Newton dan masa sesudah Newton.
Permulaan Perhitungan IlmiahPerhitungan secara ilmiah pertama kali dilakukan oleh Aristachrus dari Samos (310-230 BC). Ia mencoba menghitung sudut Bulan-Bumi-Matahari dan mencari perbandingan jarak dari Bumi-Matahari, dan Bumi-Bulan. Aristachrus juga merupakan orang pertama yang menyimpulkan Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam lintasan berbentuk lingkaran yang menjadi titik awal teori Heliosentrik. Jadi bisa kita lihat kalau teori heliosentrik bukan teori yang baru muncul di masa Copernicus. Namun jauh sebelum itu, Aristrachrus sudah meletakkan dasar bagi teori heliosentris tersebut.
Pada era Alexandria, Eratoshenes (276-195BC) dari Yunani berhasil menemukan cara mengukur besar Bumi, dengan mengukur panjang bayangan dari kolom Alexandria dan Syene. Ia menyimpulkan, perbedaan lintang keduanya merupakan 1/50 dari keseluruhan revolusi. Hasil perhitungannya memberi perbedaan sebesar 13% dari hasil yang ada saat ini.
Ptolemy dan Teori GeosentrikPtolemy (c 150AD) menyatakan bahwa semua objek bergerak relatif terhadap bumi. Dan teori ini dipercaya selama hampir 1400 tahun. Tapi teori geosentrik mempunyai kelemahan, yaitu Matahari dan Bulan bergerak dalam jejak lingkaran mengitari Bumi, sementara planet bergerak tidak teratur dalam serangkaian simpul ke arah timur. Untuk mengatasi masalah ini, Ptolemy mengajukan dua komponen gerak. Yang pertama, gerak dalam orbit lingkaran yang seragam dengan periode satu tahun pada titik yang disebut deferent. Gerak yang kedua disebut epycycle, gerak seragam dalam lintasan lingkaran dan berpusat pada deferent.
Teori heliosentrik dan gerejaNicolaus Copernicus (1473-1543) merupakan orang pertama yang secara terang-terangan menyatakan bahwa Matahari merupakan pusat sistem Tata Surya, dan Bumi bergerak mengeliinginya dalam orbit lingkaran. Untuk masalah orbit, data yang didapat Copernicus memperlihatkan adanya indikasi penyimpangan kecepatan sudut orbit planet-planet. Namun ia mempertahankan bentuk orbit lingkaran dengan menyatakan bahwa orbitnya tidak kosentrik. Teori heliosentrik disampaikan Copernicus dalam publikasinya yang berjudul De Revolutionibus Orbium Coelestium kepada Paus Pope III dan diterima oleh gereja.
Tapi dikemudian hari setelah kematian Copernicus pandangan gereja berubah ketika pada akhir abad ke-16 filsuf Italy, Giordano Bruno, menyatakan semua bintang mirip dengan Matahari dan masing-masing memiliki sistem planetnya yang dihuni oleh jenis manusia yang berbeda. Pandangan inilah yang menyebabkan ia dibakar dan teori Heliosentrik dianggap berbahaya karena bertentangan dengan pandangan gereja yang menganggap manusialah yang menjadi sentral di alam semesta.
Lahirnya Hukum KeplerWalaupun Copernicus telah menerbitkan tulisannya tentang Teori Heliosentrik, tidak semua orang setuju dengannya. Salah satunya, Tycho Brahe (1546-1601) dari Denmark yang mendukung teori matahari dan bulan mengelilingi bumi sementara planet lainnya mengelilingi matahari. Tahun 1576, Brahe membangun sebuah observatorium di pulau Hven, di laut Baltic dan melakukan penelitian disana sampai kemudian ia pindah ke Prague pada tahun 1596.Di Prague, Brahe menghabiskan sisa hidupnya menyelesaikan tabel gerak planet dengan bantuan asistennya Johannes Kepler (1571-1630). Setelah kematian Brahe, Kepler menelaah data yang ditinggalkan Brahe dan menemukan bahwa orbit planet tidak sirkular melainkan elliptik.
Kepler kemudian mengeluarkan tiga hukum gerak orbit yang dikenal sampai saat ini yaitu ;
Planet bergerak dalam orbit ellips mengelilingi matahari sebagai pusat sistem.
Radius vektor menyapu luas yang sama dalam interval waktu yang sama.
Kuadrat kala edar planet mengelilingi matahari sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata dari matahari.
Kepler menuliskan pekerjaannya dalam sejumlah buku, diantaranya adalah Epitome of The Copernican Astronomy dan segera menjadi bagian dari daftar Index Librorum Prohibitorum yang merupakan buku terlarang bagi umat Katolik. Dalam daftar ini juga terdapat publikasi Copernicus, De Revolutionibus Orbium Coelestium.
Awal mula dipakainya teleskop Pada tahun 1608, teleskop dibuat oleh Galileo Galilei (1562-1642), .Galileo merupakan seorang professor matematika di Pisa yang tertarik dengan mekanika khususnya tentang gerak planet. Ia salah satu yang tertarik dengan publikasi Kepler dan yakin tentang teori heliosentrik. Dengan teleskopnya, Galileo berhasil menemukan satelit-satelit Galilean di Jupiter dan menjadi orang pertama yang melihat keberadaan cincin di Saturnus.
Salah satu pengamatan penting yang meyakinkannya mengenai teori heliosentrik adalah masalah fasa Venus. Berdasarkan teori geosentrik, Ptolemy menyatakan venus berada dekat dengan titik diantara matahari dan bumi sehingga pengamat dari bumi hanya bisa melihat venus saat mengalami fasa sabit.
Tapi berdasarkan teori heliosentrik dan didukung pengamatan Galileo, semua fasa Venus bisa terlihat bahkan ditemukan juga sudut piringan venus lebih besar saat fasa sabit dibanding saat purnama. Publikasi Galileo yang memuat pemikirannya tentang teori geosentrik vs heliosentrik, Dialogue of The Two Chief World System, menyebabkan dirinya dijadikan tahanan rumah dan dianggap sebagai penentang oleh gereja.
Dasar yang diletakkan NewtonDi tahun kematian Galileo, Izaac Newton (1642-1727) dilahirkan. Bisa dikatakan Newton memberi dasar bagi pekerjaannya dan orang-orang sebelum dirinya terutama mengenai asal mula Tata Surya. Ia menyusun Hukum Gerak Newton dan kontribusi terbesarnya bagi Astronomi adalah Hukum Gravitasi yang membuktikan bahwa gaya antara dua benda sebanding dengan massa masing-masing objek dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda. Hukum Gravitasi Newton memberi penjelasan fisis bagi Hukum Kepler yang ditemukan sebelumnya berdasarkan hasil pengamatan. Hasil pekerjaannya dipublikasikan dalam Principia yang ia tulis selama 15 tahun.
Teori Newton menjadi dasar bagi berbagai teori pembentukan Tata Surya yang lahir kemudian, sampai dengan tahun 1960 termasuk didalamnya teori monistik dan teori dualistik. Teori monistik menyatakan bahwa matahari dan planet berasal dari materi yang sama. Sedangkan teori dualistik menyatakan matahari dan bumi berasal dari sumber materi yang berbeda dan terbetuk pada waktu yang berbeda.
STRUKTUR JAGAD RAYA
Jagad raya kita diperkirakan berumur sekitar 15 miliar tahun. Isi jagad raya yang sudah berhasil diamati, berupa :
1. Materi nampak,
Terdiri dari benda-benda angkasa yang menghasilkan cahaya atau memantulkan cahaya sehingga keberadaaanya dapat kita amati. Struktur benda angkasa dari kecil hingga besar adalah sebagai berikut :
- matahari, bintang, planet, bulan, asteroida, dll- Tata surya- Galaksi- Cluster galaksi
2. Materi gelap (dark mater)
Terdiri dari benda-benda angkasa yang supermasif, yang runtuh akibat gravitasinya menjadi sedemikian masifnya tetapi gaya gravitasinya begitu besarnya sehingga semua materi tertelan bahkan cahaya pun tak dapat keluar dari tarikannya. Akibatnya materi itu tidak bisa dilihat keberadaanya, kecuali dari akibat gravitasinya. Benda itu dinamakan lobang hitam (black holes).
STRUKTUR BENDA ANGKASA
Matahari/bintang : benda angkasa yang menghasilkan radiasi/cahaya. Cahaya ini keluar dari reaksi fusi, yang memberi energi untuk mempertahankannya dari tarikan gravitasi sehingga tidak runtuh. Jika bintang kehabisan bahan bakar itu, maka akan runtuh menjadi bintang kerdil putih (white drawf), atau bintang netron, atau bahkan menjadi lobang hitam, tergantung massanya. Keruntuhan bintang yang besar menjadi lobang hitam. Bintang yang terdekat dengan tata surya kita adalah Proxima Centauri, yang berjarak sekitar 4 tahun cahaya
( Tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya selama satu tahun. Jadi jika 1 detik jarak yang ditempuh 300 000 km, maka 1 th cahaya sekitar 10 triliun km)
Planet : Benda angkasa yang tidak menghasilkan cahaya, yang mengitari bintang. Pada tata surya kita terdapat 9 buah planet, masing-masing secara berurutan menjauhi matahari : Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto.
Bulan/ satelit : seperti planet, hanya dia mengitari planet. Bumi kita memiliki satu satelit/bulan.
Asteroida, komet, meteroid, planet kecil-kecil : benda angkasa kecil-kecil yang melayang-layang. Asteroida ini banyak sekali terdapat di antara orbit Mars dan Yupiter.
Tata Surya (solar system)
Tata surya merupakan sistem edar planet-planet mengelilingi satu/lebih bintang. Tata surya kita pusat edar/orbitnya adalah matahari, yang juga merupakan pusat konsentrasi massa tata surya.
Matahari merupakan 99.85% materi dari seluruh tata surya. Planet-planet, disekitar mataharihanya mengandung 0.135%. Jupiter yang merupakan planet terbesar memiliki lebih lebaih dari 2 kali seluruh planet lain jika digabung. Satellite planets, comets, asteroid, meteoroid, dan media antar planet mengandung 0.015%. Berikur daftar distibusi massa dari tata surya kita :
Sun: 99.85% Planets: 0.135% Comets: 0.01% ? Satellites: 0.00005% Minor Planets: 0.0000002% ? Meteoroids: 0.0000001% ? Interplanetary Medium: 0.0000001%
Galaksi
Galaksi adalah gugusan dari miliaran bintang-bintang. Biasanya sekitar 100 miliar bintang. Galaksi memiliki berbagai bentuk seperti spiral, cakram, elips atau tidak beraturan. Galaksi tempat tatasurya kita adalah galaksi bima sakti (milky way). Jumlah galaksi di jagad sekarang diperkirakan sekitar 100 miliar galaksi.
Galaksi bima sakti, tempat tata surya kita, merupakan galaksi berbentuk cakram. Jarak antar tepi-tepi cakram adalah sekitar 100 juta tahun cahaya. Galaksi kita memiliki dua bagian :
- Bagian inti : berada di tengah, berbentuk mirip bola dengan diameter , berisi sekitar 80 miliar bintang, serta diperkirakan terdapat lobang hitam yang sangat besar massanya- Bagian tepi : berisi sekitar 20 miliar bintang. Tata surya terletak di agak pinggir cakram ini.
Galaksi lain yang terkenal adalah galaksi Andromeda, dan galaksi Magelhan
CLUSTER DAN SUPERCLUSTER
Beberapa galaksi yang berdekatan membentuk formasi yang dinamakan Cluster. Cluster tempat Bima Sakti bernama Local Groupyang berisi sekitar 30 galaksi. Cluster-cluster tersebut juga membentuk supercluster. Supercluster tempat bima sakti kita adalah Local supercluster, dengan pusat orbit Cluster Virgo
JAGAD MEMUAI
Diketahui jagad ini tidaklah ststis atau steady-state, melainkan memuai. Hal ini pertama kali diungkapkan oleh astronom terkenal Edwin Hubble.
Informasi tambahan
Saya memiliki informasi tambahan mengenai tata surya dan jagad raya. Yaitu adanya Tata Surya baru di Jagad Raya yang terkenal dengan judul ‘’LORD OF STELLAR RINGS’’. Informasi ini saya dapatkan dari internet dengan alamat NEW SCIENTIST.COM
Sebuah objek spektakuler di luar angkasa yang berbentuk seperti cincin bercahaya menjadi bukti adanya sebuah bintang yang dikelilingi tata surya baru yang sedang terbentuk.
Cincin ini terdiri dari partikel-partikel debu yang mengorbit di sekeliling Fomalhaut, sebuah bintang terang yang berada sekitar 25 tahun cahaya dari Bumi, pada arah rasi bintang Pisces Austalis.
Foto terbaru bintang ini - yang diambil menggunakan Teleskop Ruang Angkasa Hubble - memperlihatkan suatu sistem yang mirip dengan mata besar Sauron (Great Eye of Sauron) pada film Lord of the Rings. Cincin di sekitar Fomalhaut itu seolah mengimbangi sang bintang yang berada di tengahnya.
Penjelasan paling mungkin mengenai kedudukan unik ini adalah adanya gaya gravitasi dari satu atau lebih planet (tidak tampak di mata Hubble) yang menyeret partikel-partikel debu itu miring ke pusat. Keadaan bagian dalam cincin yang relatif kosong mendukung teori itu karena berarti planet-planet tak terlihat yang dimaksud telah menyedot seluruh debu di sana.
Cincin debu
Adapun foto elok tersebut diambil oleh para astronom Universitas California, Berkeley, AS, dan Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard milik NASA menggunakan coronagraph Hubble. Cara ini akan memblokir cahaya silau bintang (Fomalhaut adalah bintang ke 17 yang paling terang terlihat di langit Bumi) sehingga bisa menampakkan cahaya-cahaya redup lain di sekitarnya.
Ini adalah foto pertama cincin Fomalhaut terlihat dalam cahaya tampak. Foto menyajikan pandangan yang lebih tajam dibanding gambar sebelumnya yang diambil menggunakan panjang gelombang infra merah. "Kami mengambil gambar itu secara langsung," kata anggota tim Paul Kalas. "Cincin di sana sungguh mencengangkan dan kami memperoleh gambarnya secara akurat."
Para astronom menduga cincin di sekeliling Fomalhaut itu adalah jejak debu dari semacam sabuk komet yang berada di sekitar bintang. Ini seperti Sabuk Kuiper di tata surya kita yang mengelilingi Matahari.
Banyaknya tabrakan di dalam sabuk menghasilkan banyak debu yang kemudian membentuk cincin. Seperti Sabuk Kuiper yang merupakan hasil sampingan pembentukan tata surya kita, cincin di sekitar Fomalhaut mungkin terkait juga dengan pembentukan planet di sana. Dan karena usia Fomalhaut baru 200 juta tahun - kurang dari 5 persen usia Matahari kita - maka keadaan di sana bisa mencerminkan kondisi tata surya kita pada awal kelahirannya.
Mengenai planet di sekitar Fomalhaut, banyak astronom yang yakin akan keberadaannya walau Hubble tak bisa menangkapnya. "Fomalhaut masih sangat muda dan planet-planet yang terbentuk di sekitarnya belum terlalu dingin. Walau begitu, hanya objek yang lebih besar dari ukuran lima kali Jupiter yang akan bisa terlihat di gambar.
