1. Definisi Alam Semesta
Pengertian dari alam semesta adalah ruang dimana di dalamnya terdapat kehidupan biotik maupun abiotik serta segala macam peristiwa alam yang dapat diungkapkan maupun yang belum dapat diungkapkan oleh manusia.
Alam semesta, kata ini digunakan untuk menjelaskan seluruh ruang waktu kontinu di mana kita berada, dengan energi dan materi yang dimilikinya pada pertengahan pertama abad ke-20. Usaha untuk memahami pegertian alam semesta dalam lingkup ini pada skala terbesar yang memungkinkan, ada pada kosmologi, ilmu pengetahuan yang berkembang dari fisika dan astronomi.
Pada pertengahan terakhir abad ke-20, perkembangan kosmologi berdasarkan pengamatan, juga disebut fisika kosmologi, mengarahkan pada pembagian kata alam semesta, antara kosmologi pengamatan dan kosmologi teoritis; yang (biasanya) para ahli menyatakan tidak ada harapan untuk mengamati keseluruhan dari ruang waktu kontinu, kemudian harapan ini dimunculkan, mencoba untuk menemukan spekulasi paling beralasan untuk model keseluruhan dari ruang waktu, mencoba mengatasi kesulitan dalam mengimajinasikan batasan empiris untuk spekulasi tersebut dan risiko pengabaian menuju metafisika.
Alam semesta ini mencakup Macro Cosmos dan Micro Cosmos. Micro Cosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amuba, dan sebagainya, sedang Macro Cosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar, misalnya bintang, planet, satelit
2. Terbentuknya Nova dan Supernova
Nova, berasal dari Nova Stella yang berarti bintang baru, merupakan bintang yang cahayanya menjadi sangat terang secara tiba-tiba. Kini diketahui nova adalah bintang meledak. Terang cahaya nova bisa 50.000 kali lebih terang daripada Matahari dan mampu bertahan hingga berbulan-bulan sebelum akhirnya meredup kembali.Peristiwa supernova jauh lebih dahsyat daripada nova. Bintang yang meledak bisa miliaran kali lebih terang daripada sebelumnya. Catatan astronomi menunjukkan, sejak penemuan teleskop tahun 1610 hingga kini, belum ditemukan supernova dalam galaksi kita, Bima Sakti.
Supernova terakhir di Bima Sakti ditemukan tahun 1054 (dicatat oleh astronom Cina dan Jepang), 1572 (diamati oleh Tycho Brahe, astronom Denmark), dan 1604 (diamati oleh Johannes Kepler).Dalam catatan astronomi Cina kuno tidak ditemukan supernova pada sekitar 5 SM, hanya sebuah nova pada sekitar tanggal 10 Maret-27 April pada tahun yang sama di rasi Capricornus (Kambing Laut). Nova ini bisa jadi yang dimaksud oleh orang-orang Majus sebagai bintang yang mereka lihat terbit di timur. Sayangnya, Nova, seperti bintang-bintang lainnya, posisinya relatif tetap dan tidak akan tampak bergerak. Selain itu, penampakan nova di langit malam akan membuatnya menjadi obyek yang mencolok dan mudah dikenali, sehingga semestinya tidak hanya orang majus yang memperhatikannya, tapi semua orang saat itu pasti melihatnya.
Energi yang dipancarkan oleh supernova amatlah besar. Bahkan pancaran energi yang dipancarkan saat supernova terjadi dalam beberapa detik saja dapat menyamai pancaran energi sebuah bintang dalam kurun waktu jutaan hingga miliaran tahun. Pancaran energi supernova dapat dihitung berdasarkan sifat-sifat pancaran radiasinya.
Supernova biasa terjadi dikarenakan habisnya usia suatu bintang. Saat bahan-bahan nuklir pada inti bintang telah habis, maka tidak akan dapat terjadi reaksi fusi nuklir yang merupakan penyokong hidup suatu bintang. Dan bila sudah tidak dapat dilakukan fusi nuklir ini, maka bintang akan mati dan melakukan suApernova.
Supernova adalah ledakan dari suatu bintang di galaksi yang memancarkan energi lebih banyak dari nova. Peristiwa supernova ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Bintang yang mengalami supernova akan tampak sangat cemerlang dan bahkan kecemerlangannya bisa mencapai ratusan juta kali cahaya bintang tersebut semula, beberapa minggu atau bulan sebelum suatu bintang mengalami supernova bintang tersebut akan melepaskan energi setara dengan energi matahari yang dilepaskan matahari seumur hidupnya, ledakan ini meruntuhkan sebagian besar material bintang pada kecepatan 30.000 km/s (10% kecepatan cahaya)dan melepaskan gelombang kejut yang mampu memusnahkan medium antarbintang.
Rata-rata supernova terjadi setiap 50 tahun sekali di galaksi seukuran galaksi Bima Sakti. Supernova memiliki peran dalam memperkaya medium antarbintang dengan elemen-elemen massa yang lebih besar. Selanjutnya gelombang kejut dari ledakan supernova mampu membentuk formasi bintang baru
· Supernova Tipe Ia
· Supernova Tipe Ib/c
· Supernova Tipe II
Pada supernova ini, ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.
· Hipernova
Supernova tipe ini melepaskan energi yang amat besar saat meledak. Energi ini jauh lebih besar dibandingkan energi saat supernova tipe yang lain terjadi.
Berdasarkan pada sumber energi supernova, maka didapatkan jenis supernova sebagai berikut.
· Supernova Termonuklir (Thermonuclear Supernovae)
Ø Berasal dari bintang yang memiliki massa kecil
Ø Berasal dari bintang yang telah berevolusi lanjut
Ø Bintang yang meledak merupakan anggota dari sistem bintang ganda.
Ø Ledakan menghancurkan bintang tanpa sisa
· Supernova Runtuh-inti (Core-collapse Supernovae)
Ø Berasal dari bintang yang memiliki massa besar
Ø Berasal dari bintang yang memiliki selubung bintang yang besar dan masih membakar Hidrogen di dalamnya.
Ø Bintang yang meledak merupakan bintang tunggal (seperti Supernova Tipe II), dan bintang ganda (seperti supernova Tipe Ib/c)
Ø Ledakan bintang menghasilkan objek mampat berupa bintang neutron ataupun lubang hitam (black hole).
Ø Energi ledakan berasal dari tekanan
3. Lubang Hitam (Black Hole) dan Lubang Putih (White Hole)
Lubang hitam adalah sebuah pemusatan massa yang cukup besar sehingga menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar. Gaya gravitasi yang sangat besar ini mencegah apa pun lolos darinya kecuali melalui perilaku terowongan kuantum. Medan gravitasi begitu kuat sehingga kecepatan lepas di dekatnya mendekati kecepatan cahaya. Tak ada sesuatu, termasuk radiasi elektromagnetik yang dapat lolos dari gravitasinya, bahkan cahaya hanya dapat masuk tetapi tidak dapat keluar atau melewatinya, dari sini diperoleh kata "hitam". Istilah "lubang hitam" telah tersebar luas, meskipun ia tidak menunjuk ke sebuah lubang dalam arti biasa, tetapi merupakan sebuah wilayah di angkasa di mana semua tidak dapat kembali. Secara teoritis, lubang hitam dapat memliki ukuran apa pun, dari mikroskopik sampai ke ukuran alam raya yang dapat diamati.Kebalikan dari black hole, white hole atau lubang putih tidak menghisap benda di sekeliling namun memuntahkan material yang berasal dari tempat antah berantah ke alam semesta kita. Alam semesta kita sendiri merupakan tempat yang aneh, dan lubang hitam merupakan salah satu hal yang paling aneh yang hadir di dalamnya. Namun secara matematik, lubang hitam harusnya bisa dibalikkan, artinya, ada sesuatu yang memuntahkan material, tidak menghisapnya.Dikutip dari Dvice, 27 Mei 2011, lubang putih beroperasi dengan modus yang berbeda dengan lubang hitam.
Mereka mendadak muncul untuk masa waktu yang singkat. Mereka kemudian melontarkan sejumlah material ke alam semesta lalu mereka sendiri runtuh, membentuk lubang hitam dan kemudian tidak pernah tampak lagi. Perilaku lubang putih seperti ini sangat sulit untuk diamati. Namun peneliti yakin bahwa mereka telah menemukan salah satu di antaranya.
Pada tahun 2005 lalu, sebuah tembakan sinar gamma berhasil terekam namun ia tidak hadir bersama dengan supernova yang umumnya memicu hadirnya lontaran sinar gamma tersebut. Ada kemungkinan, ia hadir akibat runtuhnya sebuah lubang putih. Yang menarik seputar lubang putih adalah pembentukan material mereka serupa dengan apa yang disebut Big Bang, atau yang disebut-sebut merupakan fenomena terbentuknya seluruh alam semesta. Ini membuat white hole disebut juga sebagal ‘Small Bangs’.
White hole tidak memiliki koordinat ruang dan waktu yang pasti dan tidak bisa dideteksi sama sekali. Mereka bisa secara mendadak muncul kapan saja, di mana saja dan melakukan aktivitas mereka sebelum kembali menghilang.
Sejauh ini, keberadaan white hole memang masih bersifat dugaan. Akan tetapi, black hole juga hanya merupakan dugaan sampai keberadaannya benar-benar diketahui pada beberapa dekade terakhir. Dan seperti yang diucapkan oleh fisikawan Murray Gell-Mann, apapun yang tidak dilarang adalah wajib. Artinya, setidaknya dari sudut pandang mekanikal kuantum, lubang putih pasti ada di salah satu sudut alam semesta.
4. Teori – Teori Terbentuknya Alam Semesta
Hingga Tahun 1928 banyak sekali teori bagaimana alam semesta ini berawal, dari teori ada dengan seketika sampai teori radikal yang mengatakan bahwa alam semesta tidak mempunyai awal maupun akhir, tapi semua itu hanyalah sebuah asumsi dan sama sekali tidak terbukti. Tuan Hubble Pada tahun 1929 sedang mengamati ledakan supernova, sinar yang super terang dari supernova itu membuatnya sadar bahwa galaksi didekatnya semakin menjauh pada setiap detiknya. Lalu dia mengamati frekuensi cahaya dari galaksi yang menjauh itu, apa yang dia dapat sangat mengejutkan, frekuensinya semakin menurun dan merubah warna cahaya galaksi itu menjadi merah. Perubahan warna yang radikal itu membuktikan bahwa alam semesta sedang memuai dengat sangat cepat!! Ketika itu dia menyadari bahwa dahulu kala alam semesta pernah saling berdekatan bahkan menyatu menjadi sebuah titik kecil, lalu energi yang besar membuatnya memuai. Kemudian teori Big Bang mulai diakui oleh dunia.
Berikut beberapa teori – teori terbentuknya alam semesta, diantaranya :
— Teori Big Bang
Ledakan Dahsyat atau Dentuman Besar (bahasa Inggris: Big Bang) merupakan sebuah peristiwa yang menyebabkan pembentukan alam semesta, berdasarkan kajian kosmologi tentang bentuk awal dan perkembangan alam semesta (dikenal juga dengan Teori Ledakan Dahsyat atau Model Ledakan Dahysat). Berdasarkan pemodelan ledakan ini, alam semesta, awalnya dalam keadaan sangat panas dan padat yang mengembang pesat, secara terus menerus hingga hari ini. Berdasarkan pengukuran terbaik tahun 2009, keadaan awal alam semesta bermula sekitar 13,7 miliar tahun lalu, yang kemudian selalu menjadi rujukan sebagai waktu terjadinya Big Bang tersebut. Teori ini telah memberikan penjelasan paling komprehensif dan akurat yang didukung oleh metode ilmiah beserta pengamatan. Diantara sekian banyak teori penciptaan alam semesta, Big Bang Theory adalah salah satu yang paling populer dan familiar di pikiran kita: Menurut Teori Big Bang, Bumi ini sudah berusia kira-kira 13,7 Miliyar tahun. Pada awal terbentuknya alam semesta telah terjadi sebuah fenomena yang dinamai Big Bang (Ledakan Besar). Jadi, menurut Big Bang Theory yang diusulkan oleh Georges Lemaitre. Alam Semesta beserta seluruh isinya termasuk ruang dan waktu tercipta akibat ledakan yang sangat besar, sama seperti apa yang dikatakan dalam Al-Quran.
Dalam Big Bang Theory dikatakan bahwa sebelum Alam semesta tercipta, hanya ada sebuah energi panas yang sangat padat. Hingga suatu hari, energi panas yang padat tersebut mengembang dan meledak. satu per satu komponen kehidupan tercipta hingga akhirnya seperti sekarang ini.
Georges Lemaitre adalah seorang yang mengusulkan teori tersebut. Ia adalah seorang Biarawan Katoli Romawi Belgia. Sedangkan Alexander Friedmann adalah orang yang telah mengajukan persamaan dari Teori Big Bang. Cukup banyak bukti yang mendukung kebenaran teori ini. Kerangka model teori ini bergantung pada relativitas umum Einstein dan beberapa asumsi-asumsi sederhana, seperti homogenitas dan isotropi ruang. Persamaan yang mendeksripsikan teori Ledakan Dahsyat dirumuskan oleh Alexander Friedmann. Setelah Edwin Hubble pada tahun 1929 menemukan bahwa jarak bumi dengan galaksi yang sangat jauh umumnya berbanding lurus dengan geseran merahnya, sebagaimana yang disugesti oleh Lemaitre pada tahun 1927, pengamatan ini dianggap mengindikasikan bahwa semua galaksi dan gugus bintang yang sangat jauh memiliki kecepatan tampak yang secara langsung menjauhi titik pandang kita. Terlihat semakin jauh, semakin cepat kecepatan tampaknya.
— Teori Creatio Continua / Keadaan Lunak
Teori ini berdasarkan adanya suatu siklus dari alam semesta yaitu massa ekspansi dan massa kontraksi. Diduga siklus ini berlangsung dalam jangka waktu 30.000 juta tahun. Pada masa ekspansi terbentuklah galaksi-galaksi serta bintang¬bintangnya. Ekspansi tersebut didukung oleh adanya tenaga-tenaga yang bersumber dari reaksi inti hidrogen yang pada akhirnya akan membentuk berbagai unsur lain yang kompleks. Pada masa kontraksi terjadi galaksi dan bintang-bintang yang terbentuk meredup sehingga unsur-unsur yang terbentuk menyusut dengan menimbulkan tenaga berupa panas yang sangat tinggi. Teori ekspansi dan kontraksi menguatkan asumsi bahwa partikel-paitikel yang ada pada saat ini berasal dari partikel-partikel yang ada pada zaman dahulu.
ü Asumsi: adanya siklus alam semesta_ekspansi dan kontraksi.
ü Siklus ini berlangsung dalam waktu 30 milyar tahun
ü Pada masa ekspansi terbentuk galaksi, terjadi karena adanya energy reaksi inti hydrogen
ü Reaksi tersebut membentuk unsur-unsur lain yang terbentuk
ü menyusut dengan mengeluarkan panas yang tinggi
— Teori Ekspansi dan Kontraksi
Teori ini dilandasi adanya pemikiran bahwa alam semesta mengalami siklus setiap 30 milyar tahun sekali, yaitu terjadinya massa ekspansi dan massa kontraksi. Pada massa ekspansi terbentuklah galaksi-galaksi beserta bintang-bintangnya. Ekspansi ini disebabkan adanya tenaga yang berasal dari reaksi inti hidrogen yang pada akhirnya membentuk berbagai unsur yang kemudian menyusut kembali karena mengeluarkan tenaga panas yang tinggi. Berdasarkan teori ekspansi dan kontraksi, maka sebenarnya alam semesta ini tidak berawal dan tidak berakhir.
— Teori Osilasi
Teori lainnya adalah Teori Osilasi. Teori osilasi memandang kejadian alam semesta sama dengan teori keadaan tetap, yaitu bahwa alam semesta tidak berawal dan tidak akan berakhir. Bedanya dalam teori osilasi masih mengakui adanya dentuman besar dan pada suatu saat gravitasi akan menyedot kembali sehingga alam semesta akan mengempis (collapse) yang pada akhirnya akan menggumpal kembali dalam kepadatan yang tinggi dengan temperatur yang tinggi dan akan terjadi dentuman besar kembali. Setelah big-bang kedua terjadi, dimulai kembali ekspansi kedua dan suatu saat akan mengempis kembali dan meledak untuk ketiga kalinya.
5. Komponen – Komponen Alam Semesta
a. Galaksi
Galaksi adalah sebuah sistem yang terikat oleh gaya gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam), gas dan debu kosmik medium antarbintang, dan kemungkinan substansi hipotetis yang dikenal dengan materi gelap. Kata galaksi berasal dari bahasa Yunani galaxias [γαλαξίας], yang berarti "susu," yang merujuk pada galaksi Bima Sakti (bahasa Inggris: Milky Way). Tipe-tipe galaksi berkisar dari galaksi kerdil dengan sepuluh juta (107) bintang hingga galaksi raksasa dengan satu triliun (1012) bintang, semuanya mengorbit pada pusat galaksi. Matahari adalah salah satu bintang di galaksi Bima Sakti; tata surya termasuk bumi dan semua benda yang mengorbit matahari.
Kemungkinan terdapat lebih dari 100 miliar (1011) galaksi pada alam semesta teramati. Sebagian besar galaksi berdiameter 1000 hingga 100.000 parsec dan biasanya dipisahkan oleh jarak yang dihitung dalam jutaan parsec (atau megaparsec). Ruang antar galaksi terisi dengan gas yang memiliki kerapatan massa kurang dari satu atom per meter kubik. Sebagian besar galaksi diorganisasikan ke dalam sebuah himpunan yang disebut klaster, untuk kemudian membentuk himpunan yang lebih besar yang disebut superklaster. Struktur yang lebih besar ini dikelilingi oleh ruang hampa di dalam alam semesta.
Meskipun belum dipahami secara menyeluruh, materi gelap terlihat menyusun sekitar 90% dari massa sebagian besar galaksi. Data pengamatan menunjukkan lubang hitam supermasif kemungkinan ada pada pusat dari banyak (kalau tidak semua) galaksi.
b. Tata Surya
Tata Surya adalah kumpulan benda langit yang terdiri atas sebuah bintang yang disebut Matahari dan semua objek yang terikat oleh gaya gravitasinya. Objek-objek tersebut termasuk delapan buah planet yang sudah diketahui dengan orbit berbentuk elips, lima planet kerdil/katai, 173 satelit alami yang telah diidentifikasi, dan jutaan benda langit (meteor, asteroid, komet) lainnya. Tata Surya terbagi menjadi Matahari, empat planet bagian dalam, sabuk asteroid, empat planet bagian luar, dan di bagian terluar adalah Sabuk Kuiper dan piringan tersebar. Awan Oort diperkirakan terletak di daerah terjauh yang berjarak sekitar seribu kali di luar bagian yang terluar.
c. Bintang dan Rasi Bintang
Bintang adalah benda langit yang mempunyai cahaya sendiri dan terdiri atas gas pijar. Kekuatan cahaya ditentukan berdasarkan magnitude (tingkat terang) Rasi Bintang ialah kelompok bintang yang letaknya berdekatan atau ‘menempel’ di bola langit disebut konstelasi atau rasi bintang. Nama rasi bintang itu dihubungkan dengan nama tokoh atau makhluk dalam mitologi missal : centauri, orion, gemino, scorpio. Setiap bangsa mempunyai imajinasi sendiri tentang kedudukan bintang dalam satu rasi.
Sebuah bintang lahir dimulai ketika sebagian debu dan gas di bagian dalam nebula mulai berkumpul dan bergabung. Secara perlahan gabungan gas dan debu tersebut mengkerut dan memadat serta di bagian dalamnya menjadi panas. Panas tersebut diakibatkan oleh karena adanya penggabungan inti hydrogen ke dalam helium Selama pemadatan berlangsung panas itupun semakin bertambah yang mengakibatkan terjadinya pelepasan tenaga bintang. Awal mula pembentukan bintang dimulai dari ketidakstabilan gravitasi. Ketidakstabilan ini seringkali dipicu oleh gelombang kejut dari supernova atau tumbukan antara dua galaksi sehingga awan tersebut mulai bergerak di bawah gaya gravitasinya sendiri. Berdasarkan syarat instabilitas Jeans, bintang tidak terbentuk sendiri-sendiri, melainkan dalam kelompok yang berasal dari suatu keruntuhan di suatu awan molekul yang besar, kemudian terpecah menjadi konglomerasi individual. Hal ini didukung oleh pengamatan dimana banyak bintang berusia sama tergabung dalam gugus atau asosiasi bintang.
Begitu awan ”runtuh”, akan terjadi konglomerasi debu dan gas yang padat yang disebut sebagai globula-bok. Globula Bok ini dapat memiliki massa hingga 50 kali Matahari. Runtuhnya globula membuat bertambahnya kerapatan. Pada proses ini energi gravitasi diubah menjadi energi panas sehingga temperatur meningkat. Ketika awan protobintang ini mencapai kesetimbangan hidrostatik, sebuah protobintang akan terbentuk di intinya. Bintang pra deret utama ini seringkali dikelilingi oleh piringan protoplanet. Pengerutan atau keruntuhan awan molekul ini memakan waktu hingga puluhan juta tahun. Ketika peningkatan temperatur di inti protobintang mencapai kisaran 10 juta kelvin, hidrogen di inti 'terbakar' menjadi helium dalam suatu reaksi termonuklir. Reaksi nuklir di dalam inti bintang menyuplai cukup energi untuk mempertahankan tekanan di pusat sehingga proses pengerutan berhenti. Protobintang kini memulai kehidupan baru sebagai bintang deret utama Ketika kandungan hidrogen di teras bintang habis, teras bintang mengecil dan membebaskan banyak panas dan memanaskan lapisan luar bintang. Lapisan luar bintang yang masih banyak hidrogen mengembang dan bertukar warna merah dan disebut bintang raksaksa merah yang dapat mencapai 100 kali ukuran matahari sebelum membentuk bintang kerdil putih. Sekiranya bintang tersebut berukuran lebih besar dari matahari, bintang tersebut akan membentuk superraksaksa merah. Superraksaksa merah ini kemudiannya membentuk Nova atau Supernova dan kemudiannya membentuk bintang neutron atau Lubang hitam.
d. Nebula
Nebula (Latin: "kabut"; pl. nebulae atau nebulæ, dengan ligatur) adalah awan antarbintang yang terdiri dari debu, gas, dan plasma. Awalnya nebula adalah nama umum yang diberikan untuk semua obyek astronomi yang membentang, termasuk galaksi di luar Bima Sakti (beberapa contoh dari penggunaan lama masih bertahan; sebagai contoh, Galaksi Andromeda kadang-kadang merujuk pada Nebula Andromeda).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar